La détection, grâce au télescope spatial James Webb de la NASA, a eu lieu dans l’atmosphère de WASP-39 b, une géante gazeuse qui orbite autour d’une étoile semblable à notre Soleil, dans la constellation de la Vierge.
Illustration artistique de WASP-39b, une exoplanète de masse similaire à Saturne qui orbite très près de son étoile (environ un huitième de la distance entre le Soleil et Mercure) à environ 700 années-lumière de la Terre / NASA
Le télescope spatial James Webb (JWST) de la NASA a capturé la première preuve claire de dioxyde de carbone dans l’atmosphère d’une planète en dehors du système solaire. La découverte, annoncée par l’équipe JWST Transiting Exoplanet Community Early Release Science dans un article sur ArXivparaîtra la semaine prochaine dans le magazine La nature, ouvrant la voie à de futures détections dans les atmosphères d’autres exoplanètes. La première observation a eu lieu dans l’atmosphère de WASP-39 b, une géante gazeuse chaude d’une masse similaire à celle de Saturne et d’un diamètre 1,3 fois supérieur à celui de Jupiter, qui orbite autour d’une étoile similaire à notre Soleil, mais elle est située dans la constellation de la Vierge, à 700 années-lumière de la Terre. Les modèles prédisent qu’en plus du dioxyde de carbone, l’atmosphère de WASP-39 b contient également de l’eau, du monoxyde de carbone et du sulfure d’hydrogène, mais peu de méthane. La sensibilité inégalée du télescope spatial James Webb a jusqu’à présent confirmé la présence de dioxyde de carbone.
Pour la détection, l’équipe a utilisé le spectrographe proche infrarouge (NIRSpec) du télescope spatial James Webb : comme l’explique la NASA, dans le spectre résultant de l’atmosphère de l’exoplanète, la présence d’une courbe entre 4,1 et 4,6 microns indique la première lumière claire et preuves détaillées de dioxyde de carbone. « Dès que les données sont apparues à l’écran, j’ai été frappé par l’énorme fonction liée au dioxyde de carbone – a déclaré Zafar Rustamkulov, étudiant diplômé de l’Université Johns Hopkins et membre de l’équipe JWST Transiting Exoplanet Community Early Release Science, qui a entrepris cette enquête. Ce fut un moment particulier, qui franchit un seuil important dans les sciences des exoplanètes« .
Le spectre de transmission de l’exoplanète WASP-39 b capturé par le spectrographe proche infrarouge (NIRSpec) du télescope spatial James Webb / NASA
Jusqu’à présent, aucun observatoire terrestre ou spatial n’avait jamais détecté des différences aussi subtiles dans la gamme de 3 à 5,5 microns dans le spectre de transmission d’une exoplanète. L’accès à cette partie du spectre, souligne la NASA, est essentiel pour mesurer l’abondance de gaz tels que la vapeur d’eau et le méthane, ainsi que le dioxyde de carbone, qui sont supposés exister sur de nombreux autres types d’exoplanètes. « La détection d’un signal de dioxyde de carbone aussi clair sur WASP-39 b est de bon augure pour la détection d’atmosphères sur des planètes plus petites que la taille de la Terre», a souligné Natalie Batalha de l’Université de Californie à Santa Cruz en tant que chef d’équipe.
Comprendre la composition de l’atmosphère d’une planète est important car cela fournit des informations sur l’origine de la planète et son évolution. « Les molécules de dioxyde de carbone sont des traceurs sensibles de l’histoire de la formation des planètes – a ajouté Mike Line de l’Arizona State University, qui est un autre membre de ce groupe de recherche -. En mesurant cette caractéristique du dioxyde de carbone, nous pouvons déterminer la quantité de matière solide par rapport à la quantité de gaz utilisée pour la formation de cette géante gazeuse. Au cours de la prochaine décennie, JWST effectuera cette mesure pour une variété de planètes, fournissant un aperçu des détails de la formation des planètes et du caractère unique de notre système solaire.« .