Des atomes d’oxygène détectés pour la première fois dans l’atmosphère d’une exoplanète

Des atomes d’oxygène détectés pour la première fois dans l’atmosphère d’une exoplanète, et pas n’importe laquelle : l’exoplanète “chanceuse” est la plus chaude connue.

Lorsque les astronomes l’ont découvert en 2017, KELT-9b, un énorme blob d’hydrogène, d’hélium et de métaux situé à quelque 650 années-lumière de la Terre, a fait la une des journaux pour l’une de ses particularités : sa formidable température, la plus élevée jamais enregistrée parmi les planètes extrasolaires.

Avec des valeurs diurnes dépassant 4 300 degrés Celsius, la géante gazeuse KELT-9b est devenue la chose la plus proche de l’enfer que nous connaissions. Elle est beaucoup plus grande que Jupiter, le géant du système solaire, et si chaude qu’elle est même plus chaude que de nombreuses étoiles.

Plus de quatre ans plus tard, cependant, nous avons découvert que KELT-9b réservait d’autres surprises. Et des gros, aussi. Une équipe internationale avec la participation de l’Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) a fait ses adieux à 2021 en publiant un article dans Nature Astronomy dans lequel elle révèle que des atomes d’oxygène ont été détectés dans son atmosphère. Jamais auparavant, jusqu’à présent, ce composé n’avait été trouvé dans l’atmosphère d’une planète extrasolaire.

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Pour analyser l’atmosphère de planètes comme KELT-9b, les chercheurs tirent parti de leur orbite autour de leur étoile hôte. En passant devant eux, la lumière traverse leur atmosphère et permet aux experts d’analyser leurs caractéristiques ou d’en apprendre davantage sur leur composition. Cette astuce, par laquelle les astronomes tirent parti des petites éclipses, est connue sous le nom de méthode des transits.

Dans le cas de KELT-9b, la manière dont les scientifiques y sont parvenus est tout aussi intéressante que la découverte. Un modèle informatique conçu pour étudier les exoplanètes chaudes suggérait déjà la présence d’atomes d’oxygène. L’équipe s’est donc tournée vers les données de l’observatoire de Calar Alto, à Almería, pour les vérifier. Le résultat ne confirme pas seulement la (nouvelle) particularité de KELT-9b. Il sert également à démontrer qu’il est possible de créer des “modèles réalistes d’exoplanètes”, explique Denis Shulyack, chercheur à l’IAA-CSCI, dans un communiqué de presse.

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“Bien que des observations similaires des atmosphères de planètes plus petites et plus froides ne soient pas encore possibles, elles le seront un jour. Nous considérons ce travail comme une répétition générale pour les futures recherches d’oxygène dans l’atmosphère de différentes planètes de la galaxie, y compris des mondes plus petits, peut-être habitables”, ajoute Shulyak, qui souligne l’importance de la découverte qu’ils viennent de faire sur KELT-9b : “La concordance entre le modèle et les observations est une étape importante dans notre exploration des planètes en dehors du système solaire.

La question à un million de dollars à ce stade est la suivante : les atomes d’oxygène peuvent-ils nous amener à penser qu’il y a de la vie sur l’énorme masse brûlante qu’est KELT-9b ? Les experts sont catégoriques. Vu les températures, ils ne le voient pas. “Notre équipe a détecté des traces d’oxygène atomique dans le spectre de la planète. Comme KELT-9b est une planète géante gazeuse très chaude, cette détection n’est pas une indication de la présence de vie, mais c’est la première détection définitive d’atomes d’oxygène dans l’atmosphère d’une exoplanète”, note Francesco Brosa, chercheur à l’Observatoire de Brera.

 

La découverte corrobore en tout cas la particularité de KELT-9b, une géante gazeuse semblable à Jupiter – bien qu’elle soit 1,8 fois plus grande et 2,9 fois plus massive – et située si près de son étoile hôte qu’elle complète une orbite en seulement 36 heures, une proximité qui lui confère une température brutale. Son atmosphère est si chaude qu’elle pourrait même faire fondre le fer.

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