L'examen le plus détaillé à ce jour de l'atmosphère d'une exoplanète éloignée a révélé un mélange de vapeur d'eau et de monoxyde de carbone recouvrant un monde dix fois plus grand que Jupiter à environ 130 années-lumière de la Terre. Comme Jupiter, il n'a pas de surface solide et a une température de plus de mille degrés. De plus, aucun signal révélateur de méthane n'a été détecté dans l'atmosphère. Mais ce système solaire est toujours d'un grand intérêt, car trois autres mondes géants orbitent autour de la même étoile et les scientifiques ont déclaré que l'étude de ce système aidera non seulement à résoudre les mystères de la façon dont il a été formé, mais aussi de la formation de notre propre système solaire.
Les observations ont été faites au télescope Keck II à Hawaï, à l'aide d'un spectrographe d'imagerie infrarouge appelé OSIRIS, qui a pu découvrir les empreintes chimiques de molécules spécifiques.
«Il s'agit du spectre le plus net jamais obtenu d'une planète extrasolaire», a déclaré le Dr Bruce Macintosh, du Lawrence Livermore National Laboratory. «Cela montre la puissance de l'imagerie directe d'un système planétaire. C'est la résolution exquise offerte par ces nouvelles observations qui nous a permis de vraiment commencer à sonder la formation des planètes. »
"Avec ce niveau de détail", a déclaré le co-auteur Travis Barman de l'Observatoire Lowell, "nous pouvons comparer la quantité de carbone à la quantité d'oxygène présente dans l'atmosphère, et ce mélange chimique fournit des indices sur la façon dont le système planétaire s'est formé . "
Les planètes autour de l'étoile, connue sous le nom de HR 8799, pèsent entre cinq à 10 fois la masse de Jupiter et brillent toujours dans l'infrarouge avec la chaleur de leur formation. L'équipe de recherche affirme que leurs observations suggèrent que le système solaire a été créé d'une manière similaire à la nôtre, avec des géantes gazeuses se formant loin de leur étoile parente et des planètes rocheuses plus petites plus proches. Cependant, aucune planète rocheuse semblable à la Terre n'a encore été détectée dans ce système.
«Les résultats suggèrent que le système HR 8799 ressemble à un système solaire à grande échelle», a déclaré Quinn Kanopacky, astronome de l'Université de Toronto au Canada. «Une fois que les noyaux solides sont devenus suffisamment grands, leur gravité a rapidement attiré le gaz environnant pour devenir les planètes massives que nous voyons aujourd'hui. Puisque ce gaz avait perdu une partie de son oxygène, la planète se retrouve avec moins d'oxygène et moins d'eau que si elle s'était formée par une instabilité gravitationnelle. »
Il existe deux principaux modèles de formation planétaire: l'accrétion du noyau et l'instabilité gravitationnelle. Lorsque les étoiles se forment, un disque formant une planète les entoure. Avec l'accrétion du noyau, les planètes se forment progressivement à mesure que les noyaux solides deviennent suffisamment gros pour commencer à acquérir du gaz du disque, tandis que dans le modèle d'instabilité gravitationnelle, les planètes se forment presque instantanément lorsque le disque s'effondre sur lui-même.
Des propriétés telles que la composition de l'atmosphère d'une planète sont des indices sur la façon dont la planète s'est formée, et dans ce cas, l'accrétion du noyau semble l'emporter. Bien qu'il y ait des preuves de vapeur d'eau, cette signature est plus faible que ce à quoi on pourrait s'attendre si la planète partageait la composition de son étoile parente. Au lieu de cela, la planète a un rapport élevé de carbone à l'oxygène - une empreinte digitale de sa formation dans le disque gazeux il y a des dizaines de millions d'années. Alors que le gaz se refroidissait avec le temps, des grains de glace d'eau se sont formés, épuisant le gaz d'oxygène restant. La formation planétaire a alors commencé lorsque la glace et les solides se sont rassemblés dans les noyaux planétaires.
"Une fois que les noyaux solides sont devenus suffisamment grands, leur gravité a rapidement attiré le gaz environnant pour devenir les planètes massives que nous voyons aujourd'hui", a déclaré Konopacky. "Puisque ce gaz avait perdu une partie de son oxygène, la planète se retrouve avec moins d'oxygène et moins d'eau que si elle s'était formée par une instabilité gravitationnelle."
«Les informations spectrales de cette qualité fournissent non seulement des indices sur la formation des planètes HR8799, mais fournissent également les conseils dont nous avons besoin pour améliorer notre compréhension théorique des atmosphères exoplanètes et de leur évolution précoce», a déclaré Barman. "Le timing de ce travail ne pourrait pas être meilleur car il vient sur les talons de nouveaux instruments qui imageront des dizaines d'exoplanètes supplémentaires, en orbite autour d'autres étoiles, que nous pouvons étudier de manière similaire."
Ce système a également été étudié dans le cadre de l'imagerie de reconnaissance à distance avec le projet 1640. La vidéo ci-dessous explique plus:
Source: Observatoire Keck
