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Une atmosphère étrange et primitive découverte autour d’une exoplanète de la masse de Neptune

Crédits : Nasa

La découverte d’une atmosphère primitive autour d’HAT-P-26b, une exoplanète située à environ 437 années-lumière de la Terre, surprend les scientifiques et nous rappelle que les leçons apprises de notre propre système solaire ne s’appliquent pas toujours ailleurs.

HAT-P-26b est ce que les astronomes appellent un « Neptune chaud », ce qui signifie que sa masse est similaire à celle Neptune (1,024 × 10^26 kg, comparée à celle de la Terre qui est d’environ 5,972 × 10^24 kg), mais que la planète orbite étroitement autour de son étoile hôte (Neptune orbite quant à elle à 4,498 milliards de kilomètres de distance du Soleil). Plusieurs de ces mondes ont déjà été découverts, mais celui-ci défie la compréhension des scientifiques. « Les astronomes commencent tout juste à étudier l’atmosphère de ces planètes distantes de masse neptunienne et presque tout de suite, nous avons trouvé un exemple qui va à l’encontre de la tendance dans notre système solaire », explique Hannah Wakeford, du Goddard Space Flight de la NASA.

L’étude publiée dans la revue Science révèle en effet une atmosphère composée essentiellement d’hydrogène et d’hélium avec « un ciel relativement sans nuages ». Pour une planète qui se tient si près de son étoile (l’orbite n’est que de 4,23 jours), ces nouvelles analyses brisent les modèles établis à ce jour sur ce type de corps planétaire concernant les compositions atmosphériques. HAT-P-26b est relativement « facile » à étudier. Proche de son hôte, les télescopes peuvent alors analyser la lumière de l’étoile filtrée par l’atmosphère de la planète pour révéler ainsi sa composition. En utilisant les données des télescopes spatiaux Hubble et Spitzer de la NASA, l’équipe de Wakeford a constaté que l’atmosphère d’HAT-P-26b est donc largement dégagée des nuages, ​​mais ils relèvent également une forte signature en eau.

Cette signature de l’eau a ensuite permis aux chercheurs d’estimer la métallicité d’HAT-P-26b : une indication de la richesse en éléments plus lourds que l’hydrogène et l’hélium. La métallicité est importante, car elle donne des indices sur la formation de l’exoplanète. Dans le cas de notre propre système solaire, les métallicités sont plus faibles pour les grandes planètes comme l’attestent les géants gaziers Jupiter et Saturne, Jupiter ayant une métallicité jusqu’à cinq fois plus grande que celle du Soleil, là où c’est dix fois plus pour Saturne. En d’autres termes, cela signifie que leur atmosphère est principalement constituée d’hydrogène et d’hélium. En revanche, Uranus et Neptune qui sont plus petites et qui orbitent beaucoup plus loin contiennent une plus grande métallicité : environ cent fois celle du Soleil. L’idée principale avancée ici est que dans le système solaire externe, les métallicités sont plus faibles pour les planètes plus grandes qui se rapprochent du Soleil.

Les chercheurs expliquent cette différence par le fait que Neptune et Uranus se sont formées en périphérie de l’énorme disque de poussière et de gaz qui tournait autour du jeune Soleil. En conséquence, ces deux planètes ont été bombardées avec des débris de glace qui étaient riches en éléments lourds. Jupiter et Saturne se sont en revanche formés dans une partie plus chaude du disque, ce qui réduit la quantité de débris de glace. Ici, l’exoplanète HAT-P-26b semble infirmer cette hypothèse, c’est pourquoi les chercheurs sont à la fois très surpris et très intéressés. L’équipe estime que la métallicité de cette exoplanète n’est que d’environ 4,8 fois à celle du soleil, soit une valeur plus proche de Jupiter que de Neptune.

Bien qu’inattendus, les résultats sont ici incroyablement précieux pour les astronomes, suggérant qu’il y a beaucoup plus de possibilités planétaires que le modèle posé dans notre propre voisinage cosmique. Pour Hannah Wakeford, « la diversité des systèmes solaires dans les galaxies lointaines devrait nous réserver beaucoup de surprises à l’avenir ».

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