Une géante gazeuse voyageuse
Plus de 4 000 exoplanètes ont été identifiées avec certitude, mais ce domaine d’exploration continue de susciter de nombreuses interrogations. Parmi celles-ci, combien se trouvent dans la zone habitable de leur étoile, et certaines ressemblent-elles à la Terre ? Le Système solaire est-il représentatif des systèmes stellaires en général ? Ces questions demeurent difficiles à élucider en raison de l’éloignement des exoplanètes. Toutefois, grâce à l’analyse de la lumière émise par les étoiles, les astrophysiciens parviennent à obtenir des informations cruciales sur ces systèmes.
L’exoplanète HD 209458 b, également connue sous le nom d’Osiris, fait l’objet d’une étude qui remet en question les idées préconçues sur sa formation. Selon Paolo Giacobbe, de l’observatoire astronomique de Turin, et ses collègues, cette géante gazeuse s’est formée à une distance considérable de son étoile, HD 209458, avant de migrer vers une orbite beaucoup plus proche.
HD 209458 b est une géante gazeuse moins dense que Jupiter, avec un volume 2,5 fois supérieur à celui de Jupiter, mais seulement 0,68 fois sa masse. Elle orbite à seulement 7 millions de kilomètres de son étoile, soit huit fois moins que la distance entre Mercure et le Soleil. Ce type d’exoplanète, qualifié de « Jupiter chaud », est relativement fréquent dans l’univers.
Découverte en 1999, HD 209458 b a été la première exoplanète détectée par la méthode des transits, qui repose sur l’analyse de la baisse de luminosité de l’étoile lorsque la planète passe devant elle. Cette méthode est plus efficace pour les exoplanètes massives et proches de leur étoile, rendant possible la détection de Jupiter chauds comme HD 209458 b, qui complète une orbite en 3,5 jours.
Pour approfondir leurs connaissances sur cette exoplanète, Giacobbe et son équipe ont utilisé la spectroscopie d’absorption, qui permet d’analyser la lumière filtrée par l’atmosphère de la planète. Ils ont observé quatre transits en 2018 et 2019 à l’aide du télescope italien Galilée, situé aux îles Canaries.
Les résultats ont révélé une composition atmosphérique inattendue. En plus de la vapeur d’eau (H₂O) et de l’ammoniac (NH₃), les astrophysiciens ont détecté le monoxyde de carbone (CO), le méthane (CH₄), le cyanure d’hydrogène (HCN) et l’acétylène (C₂H₂). De plus, un rapport carbone/oxygène proche de 1 a été observé, suggérant que la formation de certaines molécules s’est produite dans des conditions différentes de celles anticipées.
Pour expliquer ce déséquilibre, l’équipe de Giacobbe propose que HD 209458 b se soit formée à une distance bien plus éloignée de son étoile, dans une région où l’eau aurait pu exister sous forme de glace. En migrer plus près de l’étoile, la température élevée aurait empêché l’oxygène de contribuer à la formation de molécules carbonées dans l’atmosphère.
Les astrophysiciens avancent l’idée qu’Osiris s’est formée au-delà de la « limite de glace », estimée entre 300 et 450 millions de kilomètres pour le système HD 209458. Cependant, des recherches suggèrent qu’elle pourrait avoir émergé encore plus loin, à des distances allant jusqu’à 6 milliards de kilomètres. Ces distances posent la question des mécanismes de migration qui auraient pu amener cette géante gazeuse si près de son étoile.
Source : Pour la Science.
