L’atmosphère d’une exoplanète révélée par le JWST (WASP39-b)
Le télescope spatial James Webb de la NASA/ESA/CSA a réalisé un nouveau portrait avec une précision inégalée de l’atmosphère de l’exoplanète WASP-39b, une “Saturne chaude” située à quelque 700 années-lumière. Les nouvelles observations sont si précises que les données fournissent même des signes de chimie active et de nuages, ajoutant le dioxyde de Sulfure au palmarès des gaz détectés dans l’atmosphère de la géante gazeuse.
Des télescopes au sol ainsi que spatiaux, tel que les télescopes Hubble et Spitzer, avaient unis leurs performances afin d’obtenir le spectre le plus complet de l’atmosphère possible avec la technologie de l’époque. De la vapeur d’eau (H20), du monoxyde de carbone (CO), du sodium (Na) et du potassium (K) ont ainsi pu être révélés (voir ici pour plus d’informations.)
Spectre obtenu grâce aux télescopes spatiaux Hubble et Spitzer. La ligne bleue représente le modèle atmosphérique qui ajuste au mieux les données – Crédit : NASA, ESA, G. Bacon and A. Feild (STScI), and H. Wakeford (STScI/Univ. of Exeter)
Avec l’arrivée de JWST, cette étude est rentrée dans une toute nouvelle ère, avec des observations dépassant considérablement les précédents relevés.
WASP-39b était l’une des premières cibles de l’observatoire spatiale. Observé par le puissant spectrographe NIRSpec, le dioxyde de carbone (C02) avait été détecté pour la première fois de manière sans équivoque dans l’atmosphère de la planète gazeuse (voir ici).
Récemment, le JWST a déployé ses autres instruments proche infrarouge permettant d’ajouter le dioxyde de soufre (S02) au palmarès des gaz détectés. Ce composé soufré serait produit dans l’atmosphère grâce à la photochimie, phénomène qui n’avait jusqu’à présent jamais été observé dans une exoplanète.
Les spectres obtenus par les trois instruments proche infrarouge à bord du JWST, NIRSpec, NIRCam et NIRISS, informent les scientifiques sur la composition chimique de l’atmosphère de la géante gazeuse WASP-39 b – Crédit : NASA, ESA, CSA, J. Olmsted (STScI).
En haut à gauche, sur l’image ci-dessus, les données de NIRISS montrent les empreintes du potassium (K), de l’eau (H2O) et du monoxyde de carbone (CO). En haut à droite, les données de NIRCam montrent une signature d’eau importante. En bas à gauche, les données de NIRSpec indiquent la présence d’eau, de dioxyde de soufre (SO2), de dioxyde de carbone (CO2) et de monoxyde de carbone (CO). En bas à droite, des données supplémentaires de NIRSpec révèlent toutes ces molécules ainsi que du sodium (Na). La ligne bleue représente le modèle atmosphérique qui ajuste au mieux les données, informant sur la quantité des éléments chimiques détectées dans l’atmosphère.
« Le JWST nous permet de confirmer la présence de la vapeur d’eau, de sodium et potassium dans l’atmosphère de WASP39b avec une précision remarquable. Ces nouvelles données nous ont aussi permis de confirmer sans ambiguïté la présence du CO2, précédemment suggérée par nos modèles et des données des télescopes Hubble et Spitzer en 2018; mais aussi de détecter la présence du dioxyde de soufre, inattendue, démontrant pour la première fois que des phénomènes de photochimie sont à l’œuvre dans l’atmosphère d’une exoplanète. Ces résultats ouvrent la voie pour la détection future avec JWST d’autres molécules dans l’atmosphère des exoplanètes. »
affirme Pascal Tremblin, chercheur au CEA/Université Paris, auteur du code ATMO qui modélise les atmosphères des géantes gazeuses.
Le fait de disposer d’une liste aussi complète d’ingrédients chimiques dans l’atmosphère d’une exoplanète permet aux scientifiques d’avoir un aperçu de l’abondance des différents éléments les uns par rapport aux autres, comme les rapports carbone/oxygène ou potassium/oxygène. Cela permet de comprendre comment cette planète – et peut-être d’autres – s’est formée à partir du disque de gaz et de poussière entourant l’étoile hôte lors de sa formation.
Ces résultats ont enthousiasmé la communauté scientifique des exoplanètes car en plus d’informer quant à la composition d’une atmosphère d’une exoplanète, les données fournissent même des signes de chimie active et de nuages.
« Webb fonctionne à merveille et donne déjà des résultats super intéressants ; si le CO2 dans l’atmosphère de WASP39b était bien prédit, par exemple par le code ATMO, l’observation du SO2 a été une surprise et a nécessité le développement de modèles prenant en compte la photochimie. Je suis convaincu que Webb va aussi apporter son lot de surprises lors de l’observation de planètes rocheuses et je suis très impatient d’avoir les premières données sur Trappist1 b ! » s’enthousiasme Pierre-Olivier Lagage, astrophysicien au CEA, directeur du département d’Astrophysique au CEA/Irfu.
Ce serait formidable de trouver des planètes habitables par l’homme et la femme.. Peut être dans quelques millénaire
Si je peux me permettre, il serait bon, je pense, qu’il y ait effectivement à la fois des hommes et des femmes, ou ce qui en tiendrait lieu, si l’on veut perpétuer la race… Ceci dit, oui, ce serait formidable, mais même si les cartes ne sont pas encore jouées, s’il y a une vie sur une exoplanète je suis persuadé qu’il ne faudra pas attendre des millénaires pour la découvrir. Rentrer en contact avec cette autre civilisation sera une autre paire de manche!
Je vous souhaite une excellente année 2023 et vous remercie de votre intérêt pour notre site.
Il faut vivre dans son époque, à la rigueur en imaginant ce qu’il nous sera possible de découvrir dans cent ans mais je ne vois aucun intérêt de s’attarder sur une exo planète inatteignable avant 1000 ans avec les moyens dont nous disposons. Ce genre de découverte nous met au rang du gamin qui pour la première fois de sa vie, lève la tête pour contempler les étoiles. Concentrons nous sur des buts atteignables, le reste n’est qu’un terrain de jeu à qui l’on ne peut néanmoins pas enlever, sa vocation d’apprentissage.
Cher Monsieur. Je comprends votre inquiétude. Pourtant, l’intérêt de s’attarder sur une exoplanète lointaine a un sens : nous sommes encore loin d’envisager des voyages vers ces mondes inconnus, mais il reste d’une importance primordiale de savoir si la vie a pu exister ailleurs que sur la Terre. Nous, les scientifiques embarqués dans ces études n’avons jamais prétendu nous rendre sur place. Il s’agit, ni plus ni moins, que de découvrir (déchiffrer devrais-je dire) les signatures de la vie, Nos télescopes et nos nouveaux instruments extrêmement sophistiqués et performants, nous permettent de rayonner dans tout l’univers. S’il est vrai que plus de 5000 exo-planètes ont été découvertes à nos jours, il n’en est pas moins vrai qu’aucune ne ressemble à la Terre, quelque soit le critère que vous pourriez utiliser. Il est donc nécessaire de chercher partout, et même loin. Les buts atteignables, dites-vous, ne sont pas pour nous ceux auxquels vous sembler (si j’ai bien compris) penser. Pour un scientifique ils restent dans le domaine de la pensée, de l’analyse, et de la Science. Nous ne sommes pas des gamins, et notre but est de découvrir justement ce qui n’est pas atteignable.
Votre commentaire, je n’en doute pas, est partagé par beaucoup de nos concitoyens. C’est pourquoi je vous remercie d’avoir pris la peine et le temps de l’exprimer. Je vous remercie aussi pour votre intérêt pour notre site officiel. Et je vous souhaite une excellente année 2023, en espérant vous retrouver sur le site!
bonjour Webb !
Pourquoi P.T. et P.-O.L disent-ils que la présence de SO2 est “inattendue” ? Pourquoi n’y en aurait-il pas dans le cas d’une exoplanète ? question de défaut d’ énergie ? faut-il obligatoirement de la “lumière” d’un éventuel “exo-soleil” au sens de la photochimie. Une source d’énergie pour la formation de matière, donc de Soufre, pourrait-elle…….être autre ? l’énergie “noire” par exemple
En tout cas, ce qui me surprend, c’est que l’on puisse être étonné quand observe l’Univers……