Premier indice d’une atmosphère découverte autour d’une exoplanète rocheuse

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Vue d'artiste de la super-Terre extrême 55 Cancri e, qui pourrait avoir la première atmosphère de n'importe quelle exoplanète rocheuse connue. Crédits : NASA, ESA, CSA, Ralf Crawford (STScI)

Les dernières observations effectuées par les astronomes à l’aide du télescope spatial James Webb (JWST) révèlent des découvertes fascinantes concernant une planète lointaine appelée 55 Cancri e. Ce monde, souvent qualifié de « super-Terre infernale », semble posséder une atmosphère dense, ce qui en ferait la première planète rocheuse connue en dehors de notre système solaire à présenter cette caractéristique.

Un monde inhospitalier

55 Cancri e est une exoplanète située à environ 41 années-lumière de la Terre, dans la constellation du Cancer. Découverte en 2004, elle orbite autour de son étoile hôte, 55 Cancri, en seulement 18 heures, ce qui en fait l’une des planètes avec l’orbite la plus rapide jamais observée. Cette proximité extrême avec son étoile signifie que la planète est soumise à des températures extrêmement élevées, atteignant probablement des milliers de degrés Celsius à sa surface.

La planète est également verrouillée par les marées, ce qui signifie qu’elle montre toujours la même face à son étoile, tandis que l’autre reste plongée dans l’obscurité constante. Cette situation crée des contrastes thermiques importants entre le côté jour, qui est chauffé à blanc par l’étoile, et le côté nuit, qui est beaucoup plus froid.

Une caractéristique intrigante de 55 Cancri e est son rayon qui est d’environ deux fois celui de la Terre. Cependant, malgré sa taille relativement petite pour une « super-Terre », sa densité est exceptionnellement élevée, suggérant qu’elle est composée principalement de matériaux denses tels que le fer et le silicate.

Une autre particularité de 55 Cancri e est la présence présumée d’un océan de magma en fusion à sa surface qui résulte des températures extrêmement élevées régnant sur cette planète. Cette caractéristique en fait l’une des planètes les plus exotiques et inhospitalières jamais découvertes.

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Illustration de 55 Cancri e devant son étoile parente. Crédits : NASA

Une atmosphère dense repérée

En dépit de ces conditions extrêmes, une recherche récente suggère que 55 Cancri e pourrait posséder une atmosphère dense composée soit de dioxyde de carbone, soit de monoxyde de carbone.

Les chercheurs ont fait cette découverte grâce au télescope spatial James Webb (JSWT). Ce dernier est en effet équipé d’instruments capables d’analyser la lumière émise par une planète lorsqu’elle passe devant son étoile hôte, un phénomène appelé transit.

Concrètement, lorsque 55 Cancri e traverse le disque de son étoile, une petite partie de la lumière stellaire traverse l’atmosphère de la planète avant d’atteindre nos télescopes sur Terre. Cette lumière peut alors être analysée pour rechercher des signatures spectroscopiques, des empreintes chimiques qui révèlent la composition de l’atmosphère.

Les chercheurs ont observé les spectres lumineux à différentes longueurs d’onde pour rechercher des caractéristiques spécifiques associées à différents composés. Dans ce cas, ils étaient particulièrement intéressés par la présence de dioxyde de carbone (CO2) ou de monoxyde de carbone (CO) qui sont des gaz couramment trouvés dans les atmosphères des exoplanètes rocheuses.

En comparant les spectres observés à des modèles théoriques, les chercheurs ont alors pu déterminer la composition probable de l’atmosphère de la planète.

Malgré ces avancées passionnantes, les astronomes soulignent que davantage d’observations sont nécessaires pour caractériser complètement cette atmosphère et comprendre son fonctionnement.

Cependant, les implications de cette découverte vont bien au-delà de la seule planète 55 Cancri e. La capacité du JWST à détecter une atmosphère dense autour d’une planète rocheuse élargit en effet considérablement notre arsenal d’outils pour l’étude des exoplanètes. Cela ouvre la voie à la recherche de planètes plus semblables à la Terre où des conditions favorables à la vie pourraient potentiellement exister.

Les détails de l’étude sont publiés dans la revue Nature.