De la matière organique à nouveau détectée sur une exoplanète

[Daniel JEquipe du forum]

Du méthane, du gaz carbonique et de l'eau : grâce aux télescopes spatiaux Hubble et Spitzer, les astronomes ont mis en évidence ces molécules clés de la vie sur une exoplanète
déjà connue, HD 209458b. L'endroit est invivable mais la découverte, la
deuxième du genre, démontre que les instruments actuels sont capables
de repérer des molécules organiques sur des planètes hors du système solaire.


Depuis sa découverte en 1999, l'exoplanète HD
209458b, parfois appelée Osiris, est sous l'œil de plusieurs
instruments et de nombreux astronomes. Elle tourne à 150 années-lumière de la Terre autour d'une étoile, semblable à notre Soleil, de la constellation
de Pégase (entre Andromède et le Verseau, une région reconnaissable à
quatre étoiles formant le « carré de Pégase »). Ses caractéristiques
sont tout à fait étonnantes, à commencer par sa proximité avec son
étoile, dont elle fait le tour en 3,5 jours seulement.


HD 209458b a été repérée par la méthode de la vitesse radiale, c'est-à-dire par la mesure du petit mouvement qu'elle impose à son étoile. Mais très vite, les astronomes se sont aperçus que son orbite
l'amenait à traverser la ligne de visée qui nous joint à son étoile,
dont elle provoque donc tous les 3,5 jours une légère atténuation de la
lumière.


On pouvait alors utiliser la méthode dite du transit, autre moyen d'observer une exoplanète, et d'autres informations ont pu être récoltées. La baisse de luminosité mesurée lors de la minuscule occultation a permis de déduire sa taille, 1,3 fois le diamètre de Jupiter (la référence pour la plupart des exoplanètes découvertes jusqu'ici) et sa densité, de 0,4. HD 209458b est donc une géante gazeuse.


Mieux, des analyses par spectrométrie de son atmosphère semblaient possibles à certains astronomes suffisamment optimistes. En comparant le spectre
de son étoile quand la planète est devant ou non, on peut en effet
espérer obtenir une légère différence, signature des molécules
présentes dans l'épaisse atmosphère de la planète.


L'espoir était justifié. En 2000, grâce à Hubble, les astronomes découvrent la présence d'hydrogène et de sodium.
En 2001, le même télescope spatial permet à l'équipe d'Alfred
Vidal-Majar de mettre en évidence une sorte d'évaporation de
l'atmosphère de HD 209458b. Trop proche de son étoile, elle perd en
permanence un flot d'hydrogène, aspiré par l'étoile. C'est donc ce
panache que l'on observe.


Signatures dans l'infrarouge


Un autre télescope spatial, Spitzer, travaillant
dans l'infrarouge, est venu à la rescousse et les premiers résultats
sont tombés début 2007 pour HD 209458b mais aussi pour une autre
exoplanète, HD 189733b, géante gazeuse elle aussi. Dans les deux cas, l'analyse spectrale de l'atmosphère révélait la présence de silicates. Preuve était faite que l'on peut analyser l'atmosphère d'une exoplanète...


Mieux, en s'intéressant à différentes gammes de longueurs d'onde,
on peut partir à la recherche de molécules diverses et sonder plus ou
moins profondément dans l'atmosphère de la planète. En 2008, coup de
théâtre. Les astronomes finissent par détecter dans HD 189733b la présence de gaz carbonique (ou dioxyde de carbone, CO₂), de méthane (CH₄) et d'eau. Ces molécules sont trois des quatre indicateurs clés de la possibilité d'une vie semblable à la nôtre, avec l'oxygène.


Cette fois, Mark Swain et son équipe du JPL annoncent la découverte de CO₂, d'eau et de méthane sur HD 209458b. La caméra infrarouge de Hubble, et l'un de ses spectromètres,
ont mis en évidence la présence de ces molécules et les analyses plus
fines obtenues avec Spitzer ont permis d'en estimer les quantités. HD
209458b semble notamment bien plus riche en méthane que HD 189733b, une
différence qui ne fait qu'aiguiser la curiosité des planétologues pour
la dénommée Osiris.


A coup sûr, la vie telle que nous la connaissons
est inenvisageable sur de telles géantes gazeuses surchauffées mais les
astronomes testent grâce à elles des techniques qui pourront servir sur
des planètes plus accueillantes. Après cette deuxième réussite, on peut
désormais envisager sérieusement de détecter des molécules organiques
sur des exoplanètes telluriques (comme la Terre, Mercure, Vénus
et Mars). S'il s'agit seulement de méthane, on ne pourra en conclure
que la vie est présente mais on comprendra peut-être mieux comment une
chimie organique peut s'installer sur une planète.


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