Le télescope spatial James Webb de la NASA a détecté des signes d’eau, ainsi que des preuves de la présence de nuages et de brume, dans l’atmosphère d’une planète géante gazeuse chaude et bouffie orbitant autour d’une étoile semblable au Soleil, à plus de mille années-lumière de distance, a déclaré l’agence spatiale américaine mercredi.
Cette observation est la plus détaillée de son genre à ce jour, démontrant la capacité sans précédent de Webb à analyser des atmosphères lointaines, selon la NASA. WASP-96 b est l’une des plus de 5 000 exoplanètes confirmées dans la Voie lactée.
Située à environ 1 150 années-lumière dans la constellation Phoenix, dans le sud du ciel, elle représente un type de géante gazeuse qui n’a pas d’analogue direct dans notre système solaire, a déclaré la NASA dans un communiqué.
Avec une masse inférieure à la moitié de celle de Jupiter et un diamètre 1,2 fois plus grand, WASP-96 b est beaucoup plus gonflée que n’importe quelle planète en orbite autour de notre Soleil. Avec une température supérieure à 538 degrés Celsius, elle est nettement plus chaude.
WASP-96 b orbite extrêmement près de son étoile semblable au Soleil, à peine un neuvième de la distance entre Mercure et le Soleil, effectuant un circuit tous les trois jours et demi de la Terre, selon la NASA.
La combinaison de la grande taille, de la courte période orbitale, de l’atmosphère bouffie et de l’absence de lumière contaminante provenant d’objets proches dans le ciel fait de WASP-96 b une cible idéale pour les observations atmosphériques.
Alors que le télescope spatial Hubble a analysé de nombreuses atmosphères d’exoplanètes au cours des deux dernières décennies, capturant la première détection claire d’eau en 2013, l’observation immédiate et plus détaillée de Webb marque un pas de géant dans la quête de caractérisation des planètes potentiellement habitables au-delà de la Terre.
Le 21 juin, le NIRISS (Near-Infrared Imager and Slitless Spectrograph) de Webb a mesuré la lumière du système WASP-96 pendant 6,4 heures alors que la planète se déplaçait à travers l’étoile.
Il en résulte une courbe de lumière montrant l’atténuation globale de la lumière de l’étoile pendant le transit, et un spectre de transmission révélant le changement de luminosité des longueurs d’onde individuelles de la lumière infrarouge entre 0,6 et 2,8 microns.
La courbe de lumière a confirmé les propriétés de la planète qui avaient déjà été déterminées par d’autres observations – l’existence, la taille et l’orbite de la planète.
Le spectre de transmission a révélé les détails précédemment cachés de l’atmosphère : la signature sans ambiguïté de l’eau, des indications de brume, et des preuves de nuages que l’on pensait inexistants sur la base d’observations antérieures.
Un spectre de transmission est obtenu en comparant la lumière des étoiles filtrée par l’atmosphère d’une planète lorsqu’elle se déplace à travers l’étoile à la lumière des étoiles non filtrée détectée lorsque la planète se trouve à côté de l’étoile.
Les chercheurs sont capables de détecter et de mesurer l’abondance des principaux gaz dans l’atmosphère d’une planète en se basant sur le modèle d’absorption – les emplacements et les hauteurs des pics sur le graphique.
De la même manière que les personnes ont des empreintes digitales et des séquences d’ADN distinctives, les atomes et les molécules ont des modèles caractéristiques de longueurs d’onde qu’ils absorbent.
Le spectre de WASP-96 b n’est pas seulement le spectre de transmission dans le proche infrarouge le plus détaillé de l’atmosphère d’une exoplanète capturé à ce jour, mais il couvre également une gamme remarquablement large de longueurs d’onde, y compris la lumière rouge visible et une partie du spectre qui n’a pas été précédemment accessible à partir d’autres télescopes, a déclaré la NASA.
Cette partie du spectre est particulièrement sensible à l’eau ainsi qu’à d’autres molécules clés comme l’oxygène, le méthane et le dioxyde de carbone.
Les chercheurs pourront utiliser le spectre pour mesurer la quantité de vapeur d’eau dans l’atmosphère, déterminer l’abondance de divers éléments tels que le carbone et l’oxygène, et estimer la température de l’atmosphère en fonction de la profondeur.
Ils peuvent ensuite utiliser ces informations pour faire des déductions sur la composition globale de la planète, ainsi que sur la manière, le moment et le lieu de sa formation.
