Il est impossible d'obtenir des images directes des exoplanètes car elles sont masquées par la forte intensité lumineuse de leurs étoiles. Cependant, des astronomes dirigés par l'UNIGE proposent de détecter des molécules présentes dans l'atmosphère de l'exoplanète afin de la rendre visible, à condition que ces mêmes molécules soient absentes de son étoile. Les chercheurs ont développé un appareil sensible aux molécules sélectionnées, rendant l'étoile invisible et permettant aux astronomes d'observer la planète. Les résultats apparaissent dans le journal Astronomie &Astrophysique .

Jusqu'à maintenant, seules quelques planètes situées très loin de leurs étoiles hôtes pouvaient être distinguées sur une image, notamment grâce à l'instrument SPHERE installé sur le Very Large Telescope (VLT) au Chili, et instruments similaires ailleurs. Jens Hoeijmakers, chercheur au Département d'Astronomie de l'Observatoire de la Faculté des Sciences de l'UNIGE et membre du PRN PlanetS, s'est demandé s'il serait possible de retracer la composition moléculaire des planètes. "En se focalisant sur des molécules présentes uniquement sur l'exoplanète étudiée qui sont absentes de son étoile hôte, notre technique "effacerait" effectivement l'étoile, ne laissant que l'exoplanète, " il explique.

Pour tester cette nouvelle technique, Hoeijmakers et une équipe internationale d'astronomes ont utilisé des images d'archives prises par l'instrument SINFONI de l'étoile beta pictoris, qui est connu pour être mis en orbite par une planète géante, bêta pictoris b. Chaque pixel de ces images contient le spectre de la lumière reçue par ce pixel. Les astronomes ont ensuite comparé le spectre contenu dans le pixel avec un spectre correspondant à une molécule donnée, par exemple la vapeur d'eau, pour voir s'il y a une corrélation. S'il y a une corrélation, cela signifie que la molécule est présente dans l'atmosphère de la planète.

En appliquant cette technique à beta pictoris b, la planète est devenue parfaitement visible lors de la recherche d'eau (H2O) ou de monoxyde de carbone (CO). Cependant, lors de la recherche de méthane (CH4) et d'ammoniac (NH3), la planète reste invisible, suggérant l'absence de ces molécules dans l'atmosphère de beta pictoris b.

L'hôte star beta pictoris reste invisible dans les quatre situations. L'étoile est extrêmement chaude, et à cette température élevée, ces quatre molécules sont détruites. "C'est pourquoi cette technique nous permet non seulement de détecter des éléments à la surface de la planète, mais aussi pour sentir la température qui y règne, " explique l'astronome. Le fait que les chercheurs ne puissent pas trouver beta pictoris b en utilisant les spectres du méthane et de l'ammoniac est donc cohérent avec une température estimée à 1700 degrés pour la planète, ce qui est trop élevé pour que ces molécules existent.

"Cette technique n'en est qu'à ses balbutiements, " dit Hoeijmakers. " Cela devrait changer la façon dont les planètes et leurs atmosphères sont caractérisées. Nous sommes très impatients de voir ce que cela donnera sur les futurs spectrographes comme ERIS sur le Very Large Telescope au Chili ou HARMONI sur l'Extremely Large Telescope qui sera inauguré en 2025, aussi au Chili, " il dit.