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De l'eau dans l'atmosphère de cinq exoplanètes : Hubble confirme

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Hubble a encore de la ressource. Les astrophysiciens viennent d'annoncer qu'il a permis d'établir solidement la présence d'eau dans l'atmosphère de cinq exoplanètes. Ce n'est pas la première fois que l'on réalise un tel exploit, mais c'est de bon augure pour le télescope James Webb, lorsqu'il partira à son tour à la chasse aux exoplanètes et qu'il cherchera des biosignatures dans leur atmosphère.

Une vue d'artiste du transit d'une exoplanète devant son étoile hôte. La lumière qui passe à travers son atmosphère est partiellement absorbée par les molécules qui y sont présentes. En utilisant des méthodes spectroscopiques, on peut détecter les raies d'absorption de ces molécules et en déduire la composition chimique de l'atmosphère. Hubble a ainsi démontré la présence de molécules d'eau dans cinq exoplanètes. © Nasa

Wasp 17b, HD209458b, Wasp 12b, Wasp 19b et XO-1b : tels sont les noms ésotériques des exoplanètes pour lesquelles la Nasa vient d'annoncer que leurs atmosphères contiennent de l'eau. Bien sûr, pour nous, l'eau est souvent synonyme de vie, mais dans le cas présent, on a un peu de mal à comprendre l'engouement autour de cette annonce. En effet, toutes ces exoplanètes sont des Jupiter chaudes, ce qui veut dire qu'il n'y a aucune chance que l'on trouve sur ces astres une équipe en train de réaliser un Google Street View somptueux d'analogues des récifs coralliens de notre Planète bleue, comme le font actuellement les membres du Catlin Seaview Survey. En outre, il n'y a pas plus de chances que l'on soit en présence d'une Arrakis, puisqu'à chaque fois, il s'agit de géantes gazeuses portées à de hautes températures.

Prenons par exemple le cas de Wasp 12b. Elle orbite en seulement un jour ou presque autour de Wasp 12, une étoile de type solaire située à environ 870 années-lumière dans la constellation du Cocher. Découverte grâce à SuperWasp (acronyme de Super Wide Angle Search for Planets), c'est une géante gazeuse dont la masse est d'environ 1,4 fois celle de Jupiter. Les observations de Spitzer en infrarouge montraient déjà la présence d'un peu de vapeur d'eau (H2O), de grandes quantités de monoxyde de carbone (CO) et surtout de méthane (CH4). C'est une exoplanète à l'agonie, car elle est tellement chaude qu'elle s'évapore.

Une vidéo exposant les principes de la détection de l'eau par Hubble dans l’atmosphère de cinq exoplanètes. Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle avec deux barres horizontales en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître, si ce n'est pas déjà le cas. En passant simplement la souris sur le rectangle, vous devriez voir l'expression « Traduire les sous-titres ». Cliquez pour faire apparaître le menu du choix de la langue, choisissez « Français », puis cliquez sur « OK ». © Nasa Goddard, YouTube

Des exoplanètes semblables à des Jupiter chaudes exotiques

HD209458b est sans doute l'une des exoplanètes les plus connues et les plus étudiées. On la désigne aussi sous le nom d'Osiris. Deux fois moins massive que Jupiter, elle tourne à 6,7 millions de kilomètres autour de HD209458, une étoile très semblable à notre Soleil à 150 années-lumière de la Terre, en seulement 3,5 jours. HD 209458b a été repérée par la méthode des vitesses radiales. Mais très vite, les astronomes se sont aperçus que son orbite l'amenait à traverser la ligne de visée qui nous joint à son étoile. Lors de ce transit planétaire, l'analyse du spectre de la lumière ayant traversé l'atmosphère de l'exoplanète a permis de connaître une partie de sa composition chimique. On en déduit que le soleil couchant doit y apparaître cyan sur un fond de ciel pourpre.

Ce n'est pas la première fois que l'on détecte de l'eau dans l'atmosphère d'une exoplanète, mais ce n'est malgré tout pas anodin que ce soit avec Hubble. Depuis 2009, le télescope spatial est équipé de la Wide Field Camera 3 (WFC3). Elle observe dans l'infrarouge proche, et c'est actuellement le seul instrument dans l'espace capable de révéler la présence de molécules d'eau sur des exoplanètes.

Avant-goût du télescope James Webb

Sur Terre, il n'est pas possible de faire ce type de recherche, car l'atmosphère contient elle-même de la vapeur d'eau en quantités variables. Or, la WFC3 est en partie un prototype pour les instruments du futur télescope James Webb qui, rappelons-le, a le potentiel de détecter des biosignatures en analysant la composition atmosphérique des exoplanètes lors de transits planétaires.

Comme l'expliquent les astrophysiciens dans plusieurs articles déposés sur arxiv, c'est par cette même méthode d'analyse du spectre de la lumière de l'étoile hôte ayant traversé l'atmosphère d'une exoplanète lors de transits que l'on a pu détecter de façon convaincante de l'eau chez les cinq exoplanètes évoquées. Avec de la chance, il se pourrait donc bien que l'on ait des indications de biosignatures avec Hubble avant le lancement de son successeur. Le plus extraordinaire serait que l'on trouve de telles indications pour des exoplanètes orbitant autour d'étoiles très proches, comme Alpha du Centaure ou Tau Ceti.

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