Une équipe internationale de scientifiques a utilisé le télescope spatial NASA/ESA Hubble pour étudier l'atmosphère de l'exoplanète chaude WASP-39b. En combinant ces nouvelles données avec des données plus anciennes, ils ont créé l'étude la plus complète à ce jour d'une atmosphère d'exoplanète. La composition atmosphérique de WASP-39b suggère que les processus de formation des exoplanètes peuvent être très différents de ceux de nos propres géants du système solaire.

L'étude des atmosphères des exoplanètes peut fournir de nouvelles informations sur la manière et l'endroit où les planètes se forment autour d'une étoile. "Nous devons regarder vers l'extérieur pour nous aider à comprendre notre propre système solaire, " explique Hannah Wakeford, chercheuse principale de l'Université d'Exeter au Royaume-Uni et du Space Telescope Science Institute aux États-Unis.

Par conséquent, l'équipe anglo-américaine a combiné les capacités du télescope spatial NASA/ESA Hubble avec celles d'autres télescopes terrestres et spatiaux pour une étude détaillée de l'exoplanète WASP-39b. Ils ont produit le spectre le plus complet de l'atmosphère d'une exoplanète possible avec la technologie actuelle.

WASP-39b est en orbite autour d'une étoile semblable au Soleil, à environ 700 années-lumière de la Terre. L'exoplanète est classée comme "Saturne-chaude", reflétant à la fois sa masse similaire à celle de la planète Saturne dans notre propre système solaire et sa proximité avec son étoile mère. Cette étude a révélé que les deux planètes, malgré une masse similaire, sont profondément différents à bien des égards. Non seulement WASP-39b n'est pas connu pour avoir un système de sonnerie, il a également une atmosphère gonflée qui est exempte de nuages ​​à haute altitude. Cette caractéristique a permis à Hubble de scruter profondément son atmosphère.

En disséquant la lumière des étoiles filtrant à travers l'atmosphère de la planète, l'équipe a trouvé des preuves claires de la vapeur d'eau atmosphérique. En réalité, WASP-39b a trois fois plus d'eau que Saturne. Bien que les chercheurs aient prédit qu'ils verraient de la vapeur d'eau, ils ont été surpris par le montant qu'ils ont trouvé. Cette surprise, combiné avec l'abondance de l'eau a permis de déduire la présence d'une grande quantité d'éléments plus lourds dans l'atmosphère. Cela suggère à son tour que la planète a été bombardée par beaucoup de matière glacée qui s'est rassemblée dans son atmosphère. Ce type de bombardement ne serait possible que si WASP-39b se formait beaucoup plus loin de son étoile hôte qu'il ne l'est actuellement.

"WASP-39b montre que les exoplanètes sont pleines de surprises et peuvent avoir des compositions très différentes de celles de notre système solaire, " déclare le co-auteur David Sing de l'Université d'Exeter, ROYAUME-UNI.

L'analyse de la composition atmosphérique et de la position actuelle de la planète indique que WASP-39b a très probablement subi une migration entrante intéressante, faire un voyage épique à travers son système planétaire. "Les exoplanètes nous montrent que la formation des planètes est plus compliquée et plus confuse que nous ne le pensions. Et c'est fantastique !", ajoute Wakeford.

Après avoir effectué son incroyable voyage intérieur, WASP-39b est maintenant huit fois plus proche de son étoile mère, GUÊPE-39, que Mercure ne l'est pour le Soleil et il ne faut que quatre jours pour compléter une orbite. La planète est également bloquée par les marées, ce qui signifie qu'il montre toujours le même côté à son étoile. Wakeford et son équipe ont mesuré la température de WASP-39b à 750 degrés Celsius. Bien qu'un seul côté de la planète fasse face à son étoile mère, les vents puissants transportent la chaleur du côté lumineux autour de la planète, gardant le côté obscur presque aussi chaud.

"J'espère que cette diversité que nous voyons dans les exoplanètes nous aidera à comprendre toutes les différentes façons dont une planète peut se former et évoluer, " explique David Sing.

Regarder vers l'avant, l'équipe souhaite utiliser le télescope spatial James Webb de la NASA/ESA/CSA - dont le lancement est prévu en 2019 - pour capturer un spectre encore plus complet de l'atmosphère de WASP-39b. James Webb pourra collecter des données sur le carbone atmosphérique de la planète, qui absorbe la lumière de longueurs d'onde plus longues que Hubble peut voir. Wakeford conclut :« En calculant la quantité de carbone et d'oxygène dans l'atmosphère, nous pouvons en apprendre encore plus sur où et comment cette planète s'est formée."