Des matins nuageux et des soirées dégagées : le bulletin météo d’une exoplanète
Sur WASP-94A b, une géante gazeuse brûlante située à 690 années-lumière de la Terre, l’aube arrive chargée d’épais nuages faits de gouttelettes de roche et de métal, que le crépuscule dissipe peu à peu. Ce bulletin météo très exotique a été dressé grâce au télescope spatial James Webb par une équipe internationale dirigée par Sagnick Mukherjee, de l’université Johns Hopkins (États-Unis), dans une étude publiée le 21 mai dans la revue Science.
Depuis des années, les astronomes soupçonnaient que les atmosphères des Jupiter chauds pouvaient être chargées d’aérosols, mais sans parvenir à déterminer précisément comment ces nuages se formaient et évoluaient.
Des températures supérieures à 1000°C
WASP-94A b est une géante gazeuse deux fois moins massive que Jupiter, mais bien plus gonflée, car les températures extrêmes — supérieures à 1000 °C — dilatent son atmosphère. La chaleur intense qui l’écrase s’explique par son orbite extrêmement proche de l’étoile, à seulement 8 millions de kilomètres, contre 150 millions pour la Terre autour du Soleil. La planète est également verrouillée gravitationnellement, ce qui signifie qu’une face regarde en permanence son étoile tandis que l’autre reste plongée dans une nuit éternelle.
Limbes du matin et limbes du soir
Pour déterminer ce qui se passe à la frontière entre jour et nuit, les chercheurs ont utilisé l’instrument NIRISS du JWST, qui observe dans le proche infrarouge. Lors du passage de la planète devant son étoile, une petite fraction de la lumière stellaire traverse l’atmosphère de l’exoplanète. Certaines molécules absorbent des longueurs d’onde précises, laissant des signatures chimiques caractéristiques.
Les chercheurs ont analysé les deux bords de la planète : le « limbe du matin », où le gaz passe de la nuit vers le jour, et le « limbe du soir », où il bascule du jour vers la nuit. Sur le limbe du matin, d’épais nuages d’altitude masquent presque totalement les signatures chimiques de l’atmosphère, tandis que le limbe du soir, plus dégagé, révèle une forte signature de vapeur d’eau.
Cycle météorologique global
Les simulations tridimensionnelles réalisées par l’équipe décrivent un véritable cycle météorologique global. Sur la face nocturne, où les températures chutent suffisamment, des particules minérales, probablement composées de silicates ou de fer, se condensent en gouttelettes microscopiques. Des vents équatoriaux très puissants les transportent ensuite vers le côté éclairé, mais l’écart thermique entre les deux hémisphères atteint environ 450 degrés, entraînant une évaporation rapide des nuages en arrivant du côté jour.
Ces observations marquent une avancée significative. Pour la première fois, le JWST permet de reconstituer avec précision la météorologie d’une exoplanète géante, transformant ces mondes lointains en planètes dynamiques, traversées de vents violents, de nuages minéraux et de véritables cycles climatiques.
Source : Mukherjee et al., Science, 21 mai
