Une nouvelle étude pionnière révélant «l'atmosphère primitive» entourant un monde lointain pourrait constituer une percée cruciale dans la recherche sur la façon dont les planètes se forment et se développent dans les galaxies lointaines.

Une équipe de chercheurs internationaux, co-dirigé par Hannah Wakeford de la NASA et le professeur David Sing de l'Université d'Exeter, a réalisé l'une des études les plus détaillées à ce jour sur un « Neptune chaud » - une planète de taille similaire à notre propre Neptune, mais qui orbite plus près de son soleil.

L'étude a révélé que l'exoplanète - trouvée à environ 430 années-lumière de la Terre - a une atmosphère composée presque entièrement d'hydrogène et d'hélium, avec un ciel relativement sans nuages.

Cette atmosphère primitive suggère que la planète s'est très probablement formée plus près de son étoile hôte ou plus tard dans le développement de son système solaire, ou les deux, comparé aux géants de glace Neptune ou Uranus.

Surtout, la découverte pourrait également avoir de vastes implications sur la façon dont les scientifiques envisagent la naissance et le développement des systèmes planétaires dans les galaxies lointaines.

La recherche est publiée dans une revue de premier plan, Science , le 11 mai 2017.

Professeur Sing, du département d'astrophysique de l'Université d'Exeter a déclaré :« Cette nouvelle découverte passionnante montre qu'il y a beaucoup plus de diversité dans les atmosphères de ces exoplanètes que nous ne le pensions auparavant.

"Cette 'Neptune Chaude' est une planète beaucoup plus petite que celles que nous avons pu caractériser en profondeur, donc cette nouvelle découverte sur son atmosphère ressemble à une grande avancée dans notre quête pour en savoir plus sur la formation des systèmes solaires, et comment il se compare au nôtre."

Afin d'étudier l'atmosphère de la planète - nommée HAT-P-26b - les chercheurs ont utilisé des données recueillies lors du passage de la planète devant son étoile hôte, événements appelés transits.

Lors d'un transit, une fraction de la lumière des étoiles est filtrée à travers l'atmosphère de la planète, qui absorbe certaines longueurs d'onde de la lumière mais pas d'autres. En regardant comment les signatures de la lumière des étoiles changent à la suite de ce filtrage, les chercheurs peuvent travailler en arrière pour comprendre la composition chimique de l'atmosphère.

Dans ce cas, l'équipe a regroupé les données de quatre transits distincts mesurés par le télescope spatial Hubble de la NASA, et deux vus par le télescope spatial Spitzer de la NASA.

L'analyse a fourni suffisamment de détails pour déterminer que l'atmosphère de la planète est relativement claire et a une forte signature d'eau - également la meilleure mesure de l'eau à ce jour sur une exoplanète de cette taille.

Les chercheurs ont utilisé la signature de l'eau pour estimer la métallicité, une indication de la richesse de la planète en tous les éléments plus lourds que l'hydrogène et l'hélium. Les astronomes calculent la métallicité car cela leur donne des indices sur la formation d'une planète.

Comparer les planètes par leurs métallicités, les scientifiques utilisent le soleil comme point de référence - semblable à la description de la quantité de caféine de différentes boissons en les comparant à une tasse de café standard.

Dans notre système solaire, la métallicité de Jupiter (5 fois supérieure à celle du soleil) et de Saturne (10 fois) suggère que ces « géantes gazeuses » sont presque entièrement constituées d'hydrogène et d'hélium. Neptune et Uranus, cependant, sont plus riches en éléments plus lourds, avec des métallicités d'environ 100 fois celles du soleil.

Les scientifiques pensent que cela s'est produit parce que, alors que le système solaire prenait forme, Neptune et Uranus se sont formés dans une région vers la périphérie de l'énorme disque de poussière, du gaz et des débris qui tourbillonnaient autour du soleil immature.

Par conséquent, ils auraient été bombardés de beaucoup de débris glacés riches en éléments plus lourds. Jupiter et Saturne, en revanche, formé dans une partie plus chaude du disque et aurait donc rencontré moins de débris glacés.

Cette nouvelle étude Cependant, cette nouvelle étude a découvert que HAT-P-26b va à l'encontre de la tendance. L'équipe de recherche pense que sa métallicité n'est que d'environ 4,8 fois celle du soleil - beaucoup plus proche de la valeur de Jupiter que de Neptune.

Hannah Wakeford, qui a déjà étudié à l'Université d'Exeter et est maintenant chercheur postdoctoral au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland, dirigé l'étude.

Hannah a déclaré:"Les astronomes viennent de commencer à étudier les atmosphères de ces planètes éloignées de la masse de Neptune, et presque tout de suite, nous avons trouvé un exemple qui va à contre-courant de notre système solaire. Ce genre de résultat inattendu est la raison pour laquelle j'aime vraiment explorer les atmosphères des planètes extraterrestres."

Co-auteur Tiffany Kataria du Jet Propulsion Laboratory à Pasadena, La Californie a ajouté :"Avoir autant d'informations sur un Neptune chaud est encore rare, donc analyser ces ensembles de données simultanément est un exploit en soi. »