Des astronomes de lUniversité de Genève (UNIGE) membres du Pôle National de Recherche PlanetS, en collaboration avec les universités de Berne, Warwick, Grenoble Alpes et lInstitut dastrophysique de Paris, ont braqué le télescope spatial Hubble sur une exoplanète qui avait déjà été observée perdant son atmosphère. Celle-ci forme un immense nuage dhydrogène, donnant à la planète laspect dune comète géante. Cependant, les précédentes observations, datant de 2015, navaient pu couvrir lensemble du nuage, dont la forme avait été prédite par des simulations numériques. Grâce à de nouvelles observations, les chercheurs viennent enfin de confirmer leur prédiction. Les résultats sont à lire dans la revue Astronomy & Astrophysics.
Lexoplanète GJ 436b, dune taille semblable à Neptune (soit environ quatre fois la Terre), révèle une immense chevelure de gaz lorsquon la regarde à travers des lunettes ultraviolettes. Ce phénomène, découvert en 2015 par des astronomes de lObservatoire de la Faculté des sciences de lUNIGE, serait dû à la proximité entre la planète et son étoile, dont elle fait le tour en moins de trois jours. En raison de lirradiation intense à laquelle elle est soumise, la planète perd une partie de son atmosphère dhydrogène. Cette atmosphère perdue forme un énorme nuage de gaz autour de la planète et absorbe le rayonnement ultraviolet de létoile. Cest pourquoi le nuage nest visible quavec lil sensible aux ultraviolets du télescope spatial Hubble.
«Nous avons été surpris par ce phénomène, dune telle ampleur que nos premières observations navaient pu couvrir lensemble du nuage lors de son passage devant létoile», révèle David Ehrenreich, professeur associé à lUNIGE et responsable du projet européen FOUR ACES, à lorigine de cette étude. Aussi, léquipe avait-elle extrapolé les données collectées à laide dun modèle numérique afin de prédire quelle devait être la forme exacte du nuage. Le résultat des simulations montrait la planète entourée dune chevelure semblable à celle dune comète, se prolongeant sur des dizaines de millions de kilomètres.
Léquipe dirigée par Baptiste Lavie, doctorant PlanetS à lUNIGE, a pointé à nouveau Hubble sur GJ 436b. Et les résultats confirment en tous points les prédictions des chercheurs : «Je me faisais des cheveux blancs à lidée danalyser ces nouvelles observations», indique Baptiste Lavie. «Cest donc une grande satisfaction de voir que le panache dhydrogène séchappant de la planète est bien là, conforme aux prédictions, car nous comprenons à présent comment il se forme», souffle-t-il.
En effet, les données injectés dans le modèle numérique expliquent correctement les observations : «Nous avons même pris en compte la pression que la lumière de létoile exerce sur les atomes dhydrogène qui séchappent de la planète !» précise Vincent Bourrier, astronome à lUNIGE, qui a développé le modèle numérique.
La résolution de lénigme posée par ce phénomène exceptionnel va maintenant permettre aux chercheurs de comprendre comment il affecte dautres exoplanètes, certaines encore plus irradiées que GJ 436b. «Nous nous attendons maintenant à de nouvelles surprises», sourit Baptiste Lavie.
PlanetS est un Pôle de Recherche National (PRN) du Fond National suisse de la Recherche scientifique.
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FOUR ACES (Future of Upper Atmospheric Characterisation of Exoplanets with Spectroscopy) est un projet européen financé par une bourse «Consolidator» de lEuropean Research Council (bourse ERC n°724427).
Journal
Astronomy and Astrophysics