(Phys.org) - Les astronomes ont détecté la présence de molécules d'eau dans l'atmosphère d'une exoplanète chaude voisine de Jupiter connue sous le nom de 51 Pegasi b (51 Peb b pour faire court). La découverte jette un nouvel éclairage sur la nature de l'atmosphère de l'exomonde et indique que le système étoile-planète est un binaire spectroscopique à double ligne. Les résultats ont été présentés le 25 janvier dans un article publié sur arXiv.org.

Situé à une cinquantaine d'années-lumière, 51 Pegasi b est la première exoplanète découverte en orbite autour d'une étoile de la séquence principale et le premier Jupiter chaud connu. Elle a été classée comme Jupiter chaude car elle a une période orbitale de moins de 10 jours (4,23 jours) et ses caractéristiques sont similaires à celles de la plus grande planète du système solaire, avec une masse d'environ 0,47 masse de Jupiter. Il a une température de surface élevée, car il orbite de très près avec son étoile parente 51 Pegasi, à une distance d'environ 0,05 UA.

Pour mieux caractériser ce système planétaire, une équipe d'astronomes dirigée par Jayne Birkby a observé 51 Pegasi et sa planète avec le spectrographe CRyogénique à haute résolution infrarouge Echelle (CRIRES) au Very Large Telescope (VLT) au Chili. Ils ont obtenu un total de 42 spectres leur permettant d'observer le changement de vitesse radiale des caractéristiques de l'eau dans l'atmosphère côté jour de la planète.

"Nous avons présenté un 5, 6σ détection de molécules d'eau dans l'atmosphère du Jupiter chaud originel, 51 cheville b, fournissant la première confirmation que le système 51 Peg Ab est un binaire spectroscopique à double ligne. (…) Le modèle le mieux adapté aux spectres de la planète de notre grille contenait des caractéristiques moléculaires provenant uniquement de l'eau, avec un rapport de mélange en volume de VMR H2O =10 ⁴ , ", ont écrit les chercheurs dans le journal.

Selon l'équipe, la détection directe des raies d'absorption d'eau dans le spectre de l'atmosphère de la planète qui subissent un changement de décalage Doppler fournit des informations importantes sur la nature de ce système planétaire. En particulier, cela montre la vraie nature binaire de ce système étoile-planète, révélant qu'il s'agit d'un binaire spectroscopique à double ligne (sans éclipse).

Outre l'eau, les chercheurs ont également recherché des caractéristiques moléculaires provenant des principaux gaz attendus contenant du carbone et de l'oxygène aux longueurs d'onde observées, comme l'eau, le dioxyde de carbone et le méthane. Cependant, ils n'ont trouvé aucun signal significatif de ces molécules qui indiquerait leur présence aux abondances sondées par leur grille modèle dans l'atmosphère de 51 Pegasi b.

"Nous n'avons détecté ni méthane ni dioxyde de carbone à un niveau significatif dans nos observations, indiquant une faible abondance, ou éventuellement des inexactitudes dans les listes de lignes que nous avons utilisées pour créer les modèles de modèles, ", lit-on dans le journal. De plus, l'équipe a également noté qu'une limite supérieure à la vitesse de rotation de 51 Pegasi b devrait être inférieure à 5,8 km s ^-1 . Cependant, des instruments avec une résolution plus élevée sont nécessaires pour confirmer si la rotation de la planète est verrouillée par rapport à son étoile hôte.

"Finalement, nous avons conclu que d'autres observations optiques de 51 Peg b permettraient une solution orbitale indépendante en lumière réfléchie, et si cela résultait en une vitesse systémique planétaire significativement différente des observations infrarouges, qu'un point chaud décalé dans l'atmosphère peut être nécessaire pour expliquer les mesures infrarouges, " ont écrit les scientifiques dans le journal.

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