Des astronomes de l'Université de Genève (UNIGE), La Suisse et ses collaborateurs ont utilisé le télescope spatial Hubble pour étudier une exoplanète qui avait été observée en train de perdre son atmosphère, formant un énorme nuage d'hydrogène et donnant à la planète l'apparence d'une comète géante. Lors d'observations antérieures en 2015, il n'était pas possible d'observer tout le nuage, dont la forme a été prédite par des simulations numériques. Grâce à ces nouvelles observations, cependant, les scientifiques ont enfin pu confirmer les premières prédictions. Les résultats sont dévoilés dans la revue Astronomie &Astrophysique .
L'exoplanète GJ 436b est de taille similaire à Neptune (c'est-à-dire environ quatre fois plus grande que la Terre). Vu à travers des lunettes ultraviolettes (UV), il révèle une énorme queue faite de gaz. Ce phénomène, détecté en 2015 par les astronomes de l'Observatoire de la Faculté des Sciences de l'UNIGE, pourrait être dû à la proximité de la planète avec son étoile hôte. Il faut environ trois jours à la planète pour orbiter. La planète perd une partie de son atmosphère riche en hydrogène à cause de l'irradiation stellaire intense. L'atmosphère perdue reste pendant un certain temps autour de la planète sous la forme d'un énorme nuage de gaz qui absorbe le rayonnement UV de l'étoile. C'est pourquoi le nuage ne peut être vu qu'avec l'optique UV de Hubble.
"Nous avons été sidérés par la simple taille du nuage, que nos premières observations n'ont pas pu couvrir dans son intégralité lors de son passage devant l'étoile, " explique David Ehrenreich, professeur associé à l'UNIGE et chercheur principal du projet Four Aces, financé par le Conseil européen de la recherche, qui a obtenu les observations. L'équipe a extrapolé les données initiales avec un modèle numérique pour prédire quelle pourrait être la forme exacte du nuage. La simulation a abouti à un nuage semblable à une comète avec une queue traînante s'étendant sur des dizaines de millions de kilomètres.
L'équipe dirigée par Baptiste Lavie, un doctorant PlanetS à l'UNIGE, dirigé Hubble au GJ 436b à nouveau. Les résultats ont confirmé les prédictions des chercheurs à tous égards :« J'avais des cheveux gris en analysant les nouvelles observations, " dit Lavie. " C'était donc extrêmement satisfaisant de voir que le nuage d'hydrogène s'échappant de la planète était vraiment là, conforme aux prévisions, parce que maintenant nous comprenons comment il se forme."
Les données injectées dans le modèle numérique expliquaient précisément les observations :« Nous avons même pris en compte la pression que la lumière de l'étoile exerce sur les atomes d'hydrogène qui s'échappent de la planète, " dit Vincent Bourrier, l'astronome de l'UNIGE qui a développé le modèle numérique.
Résoudre le mystère de ce phénomène rare signifie que les chercheurs sont maintenant en mesure de comprendre comment il affecte d'autres exoplanètes, certains reçoivent encore plus d'irradiation que le GJ 436b. "Nous nous attendons à d'autres surprises, " dit Lavie.
