Exoplanète : de l’hélium détecté pour la première fois

En observant avec Hubble l’exoplanète WASP-107b, située à 200 années-lumière de la Terre dans la Vierge, l’équipe de Jessica Spak, de l’université d’Exeter, a fait deux découvertes. D’une part, que l’atmosphère de cette planète géante est très étendue dans l’infrarouge. Et surtout, d’autre part, de l’hélium y a été détecté. Ce qui est une première ! Car, bien qu’il soit le deuxième élément le plus abondant dans l’univers après l’hydrogène, la détection de l’hélium (He) a jusqu’à aujourd’hui échappé aux astronomes alors même qu’il avait été prédit que ce serait facile. Pourtant, on en trouve partout. Dans notre Système solaire par exemple, l’astre qui en renferme le plus, à l’instar des autres étoiles, est le Soleil. D’ailleurs, c’est de lui que l’élément chimique tire son nom — du grec Helios — car c’est dans le spectre de notre étoile qu’il fut identifié pour la première fois. Et parmi les planètes, ce sont bien sûr les géantes gazeuses qui en contiennent le plus. Pour la terre, son abondance est plus confidentielle (environ 5,24 ppm).

Le spectre dans le proche infrarouge a été obtenu avec l’instrument WFC3 du télescope spatial lors des passages de WASP-107b devant son étoile (transit). « Le signal fort de l’hélium que nous avons mesuré démontre une nouvelle technique pour étudier les couches supérieures des atmosphères d’exoplanètes pour un plus grand nombre, explique l’auteure principale de l’étude publiée dans Nature. Les méthodes actuelles, qui utilisent la lumière ultraviolette, sont limitées aux exoplanètes les plus proches. Nous savons qu’il y a de l’hélium dans la haute atmosphère terrestre et cette nouvelle technique peut nous aider à détecter des atmosphères autour d’exoplanètes de la taille de la Terre, ce qui est très difficile avec la technologie actuelle ».

Crédit : ESA/Hubble, NASA, M. Kornmesser

WASP-107b, un monde étrange

Apparemment, de l’hélium, WASP-107b n’en manque pas. Découverte récemment, l’exoplanète est un monde étrange. Il s’agit de l’une des planètes les moins denses connues. Aussi grande que notre Jupiter, elle n’affiche que 12 % de sa masse. Par ailleurs, bien que gravitant assez près de son étoile en seulement 6 jours, la température de son atmosphère est une des plus basses connues pour une planète extrasolaire, elle n’excède pas 500 °C.

En raison de sa faible gravité, les astronomes pensent que son atmosphère est très diffuse et s’étend dans l’espace sur des dizaines de milliers de kilomètres. En outre, sous l’influence de son soleil (de type K), plutôt actif, il est probable que l’enveloppe gazeuse s’érode et forme une queue de comète. Pour l’équipe, la planète perd de 0,1 à 4 % de son atmosphère en un milliard d’années.

Très enthousiastes quant à cette nouvelle méthode, les chercheurs sont impatients que soit opérationnel celui que l’on présente comme le successeur d’Hubble, le JWST, le James Webb Space Telescope, dont le lancement est désormais repoussé à 2020.

Pour Tom Evans, de l’université d’Exeter, qui a participé à ces recherches : « L’hélium que nous avons détecté s’étend loin dans l’espace comme un nuage ténu entourant la planète. Si des planètes plus petites, de la taille de la Terre, ont des nuages d’hélium similaires, alors cette nouvelle technique offre un moyen passionnant d’étudier leurs atmosphères supérieures dans un futur très proche avenir ».

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