Grâce au Télescope Spatial James Webb, les scientifiques ont réussi à caractériser pour la première fois l’atmosphère d’une super-Terre, une planète rocheuse qui orbite à environ 40 années-lumière de nous. Voici ce qui a été découvert et pourquoi c’est un résultat précieux.
Illustration de 55 Cancri e. Crédit : ESA/HUBBLE
Pour la première fois, les chercheurs ont découvert une atmosphère autour d’une planète en dehors du Système solaire, une super-Terre appelée Janssen ou plus formellement 55 Cancri e. Il n’y a pas encore confirmation définitive, cependant les chercheurs sont confiants des données recueillies grâce au télescope spatial James Webb (JWST), l’outil le plus puissant et sensible disponible pour la recherche dans l’espace. L’exoplanète, qui orbite à 41 années-lumière de nous – à peu près la même distance que le célèbre système TRAPPIST-1 – serait enveloppée d’une atmosphère dense et volatile composée de dioxyde de carbone ou de monoxyde de carbone, avec la possible présence d’autres éléments tels que l’eau et le dioxyde de soufre. C’est une équipe de recherche internationale dirigée par des scientifiques du Jet Propulsion Laboratory de la NASA qui l’a déterminé, en collaboration avec des collègues de diverses universités à travers le monde.
L’exoplanète Janssen a été découverte en 2004 et est l’une des plus étudiées, étant la première super-Terre identifiée par les scientifiques, c’est-à-dire une planète rocheuse avec une masse comprise entre deux et dix fois celle de la Terre. Dans ce cas, elle est d’environ neuf fois celle de la Terre. Le corps céleste orbite autour d’une naine rouge appelée Copernicus (55 Cancri A) et a un rayon deux fois plus grand que celui de la Terre. Il est si proche de son étoile mère qu’il ne lui faut que 18 heures pour effectuer une orbite complète ; cela indique qu’une année sur cette planète étrangère dure moins d’une journée terrestre. La proximité extrême entraîne deux conséquences : une face est constamment tournée vers l’étoile (le côté diurne) et une autre est constamment dans l’obscurité, de plus les températures à sa surface sont extrêmes, environ 2 300 degrés sur la face illuminée, suffisant pour faire fondre le fer. Il s’agit en effet d’une planète infernale recouverte de lave, totalement inhospitalière pour la vie que nous connaissons. Cela n’indique cependant pas qu’elle n’est pas intéressante du point de vue scientifique, comme le démontre la découverte de l’atmosphère.
En analysant les différences de température entre le côté diurne et nocturne et leur impact sur la luminosité de l’étoile Copernicus lors des éclipses, les chercheurs dirigés par le professeur Renyu Hu ont pu extraire l’émission thermique seule – grâce aux instruments NIRCam et MIRI du JWST – de la super-Terre, une précieuse donnée qui a permis de déterminer la présence de gaz atmosphériques. Comme indiqué, il est très probable que celui de Janssen soit composé de CO2 ou de monoxyde de carbone. Les données ne suggèrent pas la présence d’une atmosphère primordiale composée d’hydrogène et d’hélium.
La particularité réside dans le fait que cette atmosphère dense serait soutenue par un océan de magma en dessous, donc pas comparable à celle présente autour de la Terre ou à celle très mince de Mars. Elle est plus proche de celle observée autour de la lune médicéenne Io, l’un des quatre principaux satellites de Jupiter (les autres sont Ganymède, Callisto et Europe). Parvenir à caractériser l’atmosphère d’une planète rocheuse est fondamental car cela pourrait nous aider à identifier des mondes extraterrestres habitables. Les détails de la recherche « A secondary atmosphere on the rocky Exoplanet 55 Cancri e » ont été publiés dans la prestigieuse revue scientifique Nature.