Une équipe internationale de chercheurs a identifié des « empreintes digitales » de plusieurs métaux dans l'une des exoplanètes les moins denses jamais découvertes.

L'équipe, de l'Université de Cambridge et de l'Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) en Espagne, utilisé le Gran Telescopio Canarias (GTC) pour observer WASP-127b, une planète gazeuse géante avec un ciel partiellement dégagé et de fortes signatures de métaux dans son atmosphère. Les résultats ont été acceptés pour publication dans la revue Astronomie &Astrophysique .

WASP-127b a un rayon 1,4 fois plus grand que Jupiter mais n'a que 20% de sa masse. Une telle planète n'a pas d'analogue dans notre système solaire et est rare même parmi les milliers d'exoplanètes découvertes à ce jour. Il lui faut un peu plus de quatre jours pour orbiter autour de son étoile mère et sa température de surface est d'environ 1400 K (1127°C).

Les observations de WASP-127b révèlent la présence d'une forte concentration de métaux alcalins dans son atmosphère, permettant des détections simultanées de sodium, potassium et lithium pour la première fois dans une exoplanète. Les absorptions de sodium et de potassium sont très larges, ce qui est caractéristique des atmosphères relativement claires. Selon les travaux de modélisation effectués par les chercheurs, le ciel de WASP-127b est dégagé à environ 50 %.

« Les caractéristiques particulières de cette planète nous ont permis de réaliser une étude détaillée de sa riche composition atmosphérique, " a déclaré le Dr Guo Chen, chercheur postdoctoral à l'IAC et premier auteur de l'étude. "La présence de lithium est importante pour comprendre l'histoire évolutive du système planétaire et pourrait faire la lumière sur les mécanismes de formation des planètes."

L'étoile hôte de la planète, GUÊPE-127, est également riche en lithium, qui pourrait pointer vers une étoile AGB – une géante rouge vif des milliers de fois plus brillante que le soleil – ou une supernova ayant enrichi le nuage de matière à l'origine de ce système.

Les chercheurs ont également trouvé des signes possibles d'eau. "Bien que cette détection ne soit pas statistiquement significative, comme les plans d'eau sont faibles dans le domaine visible, nos données indiquent que des observations supplémentaires dans le proche infrarouge devraient pouvoir le détecter, " a déclaré le co-auteur Enric Pallé, également de l'IAC.

Les résultats démontrent le potentiel des télescopes au sol pour l'étude des atmosphères planétaires. "La détection d'un élément trace tel que le lithium dans une atmosphère planétaire est une avancée majeure et motive de nouvelles observations de suivi et une modélisation théorique détaillée pour corroborer les résultats, " a déclaré le co-auteur Dr Nikku Madhusudhan, de l'Institut d'astronomie de Cambridge.

Nous commençons tout juste à sonder l'atmosphère des exoplanètes avec des télescopes au sol, mais les auteurs pensent que ce sera également une exoplanète de référence pour de futures études avec des télescopes spatiaux tels que le télescope James Webb, le successeur du télescope Hubble. Ces futures études révéleront la nature détaillée de WASP-127b comme référence pour cette nouvelle classe d'exoplanètes à très faible densité.

Les observations WASP-127b ont été réalisées à l'aide de l'instrument OSIRIS du GTC, de l'observatoire Roque de los Muchachos, à Garafía (La Palma).