Une nouvelle méthode pour savoir si une exoplanète a une atmosphère

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Image d'artiste transmise par la Nasa en décembre 2011 de l'exoplanète Kepler-20e
Vue d'artiste de l'exoplanète Kepler-20e

Face au nombre grandissant d'exoplanètes découvertes, une équipe de chercheurs propose une méthode indirecte pour découvrir si oui ou non elles abritent une atmosphère. Limitée, elle pourrait pourtant permettre d'importants gains de temps.

Il y a plus de 4000 exoplanètes confirmées aujourd'hui, et le chiffre continue d'augmenter rapidement. Alors, parmi la grande quantité de planètes que l'on sait aujourd'hui être « rocheuses », combien sont hôtes d'une atmosphère? La réponse est complexe, et nécessite habituellement une observation longue et répétée des passages de l'exoplanète devant son étoile par spectroscopie... Quand c'est seulement possible ! Une série d'articles parus dans l'Astrophysical Journal ce mois-ci propose de gagner du temps. En effet, dans le cas étoiles rouges de la séquence principale (les naines rouges), les planètes ont des années très courtes, et donc transitent souvent...

Souffler le chaud et le froid

Il s'agit cependant d'une mesure indirecte : sachant à quel moment une planète passe devant son étoile, on peut savoir à quel instant elle passe derrière et sera complètement cachée par elle. A cet instant, et à condition d'avoir le bon capteur infrarouge, il est possible d'obtenir la signature thermique de l'étoile seule, sans planète... Et quelques secondes, minutes ou jours plus tard, la signature thermique de l'étoile avec la planète.

Or une planète rocheuse avec atmosphère dispose usuellement de conditions de températures plus froides et plus stables qu'une autre. Avec ce « profil » indirect de températures, il y a donc de gros indices de la présence ou non d'atmosphères. Daniel Koll (MIT) résume ces résultats : « Ce n'est pas une détection catégorique, mais c'est une preuve. Et la bonne nouvelle, c'est que cette preuve est très économique, on peut la trouver très rapidement ».

Gagner du temps

Dans un contexte où la future « star » des télescopes infrarouge (le JWST, décollage pas avant mars 2021) aura une durée de vie limitée et pour lequel les équipes scientifiques sont déjà en pleine bataille d'allocations de temps, ces études sont surveillées de près.

Dans un premier temps, elles pourraient par exemple montrer qu'il n'existe pas d'indices d'atmosphères pour des exoplanètes très proches des naines rouges, ce qui éliminerait de facto une longue liste de « mauvaises » candidates pour l'observation par spectroscopie. Avec des ressources très contraintes, il faut parfois innover sur les méthodes...

Source : Sky & Telescope.
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