De nombreuses études sur les exoplanètes chaudes ont été conduites à partir d’observations terrestres, révélant ainsi des différences notables dans leur composition atmosphérique. Cependant, la fréquence des changements de leurs conditions atmosphériques reste à déterminer. Une nouvelle étude menée par une équipe internationale d’astronomes et basée sur des données du télescope James Webb a révélé, dans l’atmosphère de l’exoplanète Wasp-107b, un type d’asymétrie jusqu’ici jamais observé.
Découverte en 2017, l’exoplanète Wasp-107b se situe à environ 200 années-lumière de la Terre, dans la constellation de la Vierge. De la taille de Jupiter mais présentant seulement un dixième de sa masse, elle est classée parmi les planètes « barbe à papa ». Des observations antérieures, notamment avec le télescope Keck à Hawaï, ont confirmé la nature vaporeuse de Wasp-107b et fourni une première estimation de la masse de son noyau.
Récemment, des astronomes de l’Université d’Arizona, en collaboration avec une équipe internationale de chercheurs, ont étudié l’atmosphère de l’exoplanète en utilisant le télescope spatial James Webb (JWST) de la NASA. Les observations ont été réalisées pendant un transit, c’est-à-dire lorsque l’exoplanète passait devant son étoile hôte (WASP-107). Les chercheurs ont alors découvert une asymétrie est-ouest, révélant des différences significatives entre les deux côtés. « C’est la première fois que l’asymétrie est-ouest d’une exoplanète est observée en transit depuis l’espace », a déclaré dans un communiqué Matthew Murphy, auteur principal de l’étude et étudiant diplômé à l’observatoire Steward de l’Université de l’Alberta.
Des caractéristiques partiellement incomprises
WASP-107b est une exoplanète verrouillée par effet de marée, ce qui signifie qu’elle est synchronisée avec son étoile. En conséquence, un côté de l’exoplanète est perpétuellement éclairé par la lumière du soleil, tandis que l’autre côté est dans une obscurité constante. Cette configuration engendre des différences majeures dans les conditions atmosphériques de WASP-107b, que Murphy et son équipe ont cherché à comprendre.
Pour ce faire, ils ont utilisé la spectroscopie de transmission. Cette technique innovante permet d’analyser le spectre visible de l’exoplanète pendant son transit afin d’obtenir des informations sur la composition et la structure de son atmosphère. Le télescope a capturé une série d’images de WASP-107b lors de son passage devant son étoile, offrant ainsi aux chercheurs des données précieuses sur son atmosphère. « Ces captures nous en disent long sur les gaz présents dans l’atmosphère de l’exoplanète, les nuages, la structure atmosphérique, la chimie et la manière dont tout cela évolue avec les différentes quantités de lumière solaire reçues », a déclaré Murphy.
Dans leur document d’étude, publié dans la revue Nature Astronomy, les chercheurs expliquent qu’en combinant la haute précision du télescope avec la technique de spectroscopie de transmission, ils ont pu distinguer les signaux provenant des côtés est et ouest de l’atmosphère de la planète. Les résultats ont mis en évidence des différences significatives dans la température, les gaz et les propriétés des nuages entre les deux hémisphères de l’atmosphère. « Grâce à la précision inégalée du télescope spatial James Webb, nous avons pu séparer les signaux des hémisphères est et ouest de l’atmosphère de la planète, offrant ainsi une image plus claire de sa dynamique », a expliqué Murphy.
« C’est la première fois que nous observons ce type d’asymétries directement par spectroscopie de transmission depuis l’espace, un moyen essentiel pour comprendre la composition des atmosphères des exoplanètes », a ajouté Murphy. « Nos modèles n’avaient pas prévu une telle asymétrie pour une planète de ce type, ce qui nous permet déjà d’apprendre de nouvelles choses ». Avec son équipe, Murphy prévoit maintenant de réaliser des observations plus approfondies pour tenter de mettre au jour les processus sous-jacents à l’origine de l’asymétrie est-ouest de Wasp-107b.
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