Nous avons enfin eu notre premier regard optique sur une exoplanète et son atmosphère, et c'est un endroit étrange. La planète s'appelle HR8799e, et son atmosphère est complexe. Le HR8799e est aux prises avec une tempête mondiale dominée par des nuages tourbillonnants de fer et de silicates.
Grâce au vaisseau spatial Kepler, nous avons découvert de nombreuses exoplanètes et candidats exoplanètes au cours des dernières années. En fait, c'est presque routinier maintenant. Mais nous n'en savons pas assez sur eux. Nous pouvons déterminer une plage de masse pour eux, ainsi que leur composition et leur densité probables, mais leurs caractéristiques atmosphériques nous sont cachées.
Mais cela commence à changer.
Nous pouvons remercier l'Observatoire Européen Austral (ESO) pour ce regard sur une exoplanète éloignée. Ils ont utilisé leur instrument GRAVITY sur leur très grand interféromètre à télescope pour obtenir la première observation directe d'une exoplanète. Ce n'est pas une image réelle de la planète, mais un spectre optique de l'atmosphère, et beaucoup plus détaillé que tout ce que nous avons vu précédemment.
Le HR8799e est un soi-disant «super-Jupiter» et ne ressemble à aucune planète de notre système solaire. C’est une géante gazeuse environ 5 à 10 fois plus massive que Jupiter, en orbite autour d’une étoile à environ 129 années-lumière. S'il était dans notre système solaire, son orbite serait entre Saturne et Uranus. C'est aussi une jeune planète, âgée d'environ 30 millions d'années seulement. Et le HR8799e est toujours très chaud.
La planète est essentiellement un bébé chaud et jeune, et les scientifiques pensent qu'elle pourrait ouvrir une fenêtre sur la formation de planètes et de systèmes solaires. C’est un endroit hostile en ce qui concerne la vie. Il fait encore chaud depuis sa formation et il a un puissant effet de serre. C'est un mortel de 1000 degrés Celsius.
Mais son habitabilité, ou non-habitabilité, n'est pas ce qui est important ici.
"Cela dépeint une atmosphère dynamique d'une exoplanète géante à la naissance, subissant des processus physiques et chimiques complexes."
Sylvestre Lacour, chercheur à l'Observatoire de Paris et à l'Institut Max Planck de physique extraterrestre.
C'est la première fois que nous apprenons autant de détails sur une exoplanète, et tout cela grâce à l'interféromètre du VLT et à l'instrument GRAVITY attaché. L'image est dix fois plus détaillée que les observations précédentes, ce qui a permis aux astronomes de découvrir quelques surprises.
Le spectre détaillé du HR8799e a montré que l'atmosphère contient des nuages de fer et de poussière de silicate. Il contient également plus de monoxyde de carbone que le méthane, ce qui est déroutant.
"Notre analyse a montré que le HR8799e a une atmosphère contenant beaucoup plus de monoxyde de carbone que le méthane - ce qui n'est pas attendu de la chimie de l'équilibre", explique Sylvestre Lacour, chef d'équipe, chercheur CNRS à l'Observatoire de Paris - PSL et à l'Institut Max Planck de physique extraterrestre. "Nous pouvons mieux expliquer ce résultat surprenant avec des vents verticaux élevés dans l'atmosphère empêchant le monoxyde de carbone de réagir avec l'hydrogène pour former du méthane."
Ce que Lacour dit, c'est que les réactions chimiques attendues impliquant le monoxyde de carbone et le méthane ne se produisent pas comme prévu, et qu'en conséquence l'atmosphère n'est pas en équilibre. Il postule que des vents verticaux élevés empêchent les deux de se mélanger et de réagir.
Les nuages de fer et de poussière de silicate sont également déroutants. Selon un communiqué de presse, le fer et le silicate, combinés aux niveaux élevés de monoxyde de carbone, suggèrent que l'atmosphère du HR8799e est plongée dans une puissante tempête.
Dans l'ensemble, l'exoplanète se révèle être une planète très jeune avec une atmosphère complexe qui subit de nombreux changements et qui est loin d'être proche de tout type d'état stable.
"Nos observations suggèrent une boule de gaz illuminée de l'intérieur, avec des rayons de lumière chaude tourbillonnant à travers des plaques orageuses de nuages sombres," élabore Lacour. «La convection se déplace autour des nuages de particules de silicate et de fer, qui se désagrègent et pleuvent à l'intérieur. Cela dépeint une atmosphère dynamique d'une exoplanète géante à la naissance, subissant des processus physiques et chimiques complexes. »
C'est un résultat intrigant pour l'ESO, le VLT-I et pour GRAVITY. GRAVITY est déjà responsable de quelques autres travaux révolutionnaires, y compris son observation de gaz tourbillonnant autour d'un trou noir à 30% de la vitesse de la lumière.
J'espère qu'ils l'utiliseront pour créer plus d'exoplanètes. Etc.
