À fond les gaz !

Le premier astre tournant autour d’une autre étoile que le Soleil a été découvert en 1995. Depuis, plus de 4 000  exoplanètes ont été recensées. Elles appartiennent à des systèmes planétaires formés à partir des nuages de gaz du milieu interstellaire. Au départ, les astrophysiciens s’attendaient à retrouver la même configuration que dans notre système, où les gaz les plus légers ont été expulsés à sa périphérie. Ce phénomène a mené les planètes gazeuses¹ à dessiner une orbite plus éloignée du Soleil. Mais ailleurs, ce n’est pas forcément le cas. L’observation de “Jupiter chaudes”, des planètes gazeuses très proches de leur étoile, a remis en cause ce schéma établi.

Jusqu'à 3 000 °C

Deux sources d’informations sont exploitables pour étudier les exoplanètes. Celles-ci émettent des radiations infrarouges et influent sur la lumière de leur étoile. Grâce à ces données, les astronomes analysent les mouvements des molécules et en déduisent la composition des exoplanètes. « Les Jupiter chaudes peuvent atteindre jusqu’à 3 000 °C. Or, nous avons peu d’informations sur le comportement des gaz à une telle température », explique Robert Georges, physicien à l’Institut de physique de Rennes².

La nature de la matière

Au laboratoire, il s’attelle à reproduire ces conditions extrêmes afin d’avoir un modèle auquel comparer les observations astronomiques. « L’objectif est de faire un lien entre les rayonnements mesurés et la nature de la matière. Pour le moment, quatre composés ont été décelés sur les Jupiter chaudes : la vapeur d’eau, le méthane, le gaz carbonique et le monoxyde de carbone », énumère le physicien. Les Jupiter chaudes ont été détectées à plusieurs reprises. Mais les scientifiques ne peuvent pas affirmer que le phénomène soit courant, car il existe un biais observationnel. Elles sont plus visibles que les autres exoplanètes car elles passent régulièrement devant leur étoile. Leur période de révolution³ peut être de seulement quatre jours. « De plus, les planètes plus froides et lointaines émettent moins de radiations. »

L’hypothèse dominante pour expliquer la présence des Jupiter chaudes repose sur des systèmes qui ne seraient pas stables. Leur orbite les conduirait à finir absorbées par leur étoile. Cette explication doit dorénavant être confirmée par de nouvelles observations. « Aujourd’hui, seule une dizaine d’exoplanètes ont été analysées finement », indique Robert Georges. Deux missions spatiales sont attendues avec impatience pour améliorer ce chiffre : le James Webb Space Telescope développé par la Nasa, dont le lancement est prévu pour octobre 2021, et le télescope spatial Ariel. Cette mission européenne doit être lancée en 2029, pour analyser l'atmosphère de 500 à 1 000 planètes !