Des astronomes utilisant le télescope spatial James Webb ont observé d'immenses nuages d'hélium s'échappant de l'exoplanète super-gonflée WASP-107b, marquant la première détection de ce type par l'observatoire. Cette découverte révèle comment le rayonnement stellaire intense dépouille les gaz de l'atmosphère gonflée de la planète. Les observations fournissent des insights clés sur l'évasion atmosphérique et l'évolution planétaire.
Une équipe internationale, incluant des chercheurs de l'Université de Genève et du Centre National de Compétence en Recherche PlanetS, a utilisé le télescope spatial James Webb pour détecter de larges courants d'hélium s'éloignant de WASP-107b. Situé à plus de 210 années-lumière de la Terre, cet exoplanète orbite son étoile plus près que Mercure ne le fait autour du Soleil. Malgré sa taille semblable à celle de Jupiter, WASP-107b n'a que environ un dixième de la masse de Jupiter, le classant comme un super-puff avec une densité inhabituellement faible et une atmosphère étendue.
L'hélium provient de l'exosphère de la planète, formant des nuages qui s'étendent presque dix fois le rayon de la planète et atténuent la lumière de l'étoile avant le transit de la planète. « Nos modèles d'évasion atmosphérique confirment la présence de flux d'hélium, à la fois devant et derrière la planète, s'étendant dans la direction de son mouvement orbital jusqu'à près de dix fois le rayon de la planète », a déclaré Yann Carteret, étudiant en doctorat à l'Université de Genève et co-auteur de l'étude.
L'analyse a également révélé de l'eau, du monoxyde de carbone, du dioxyde de carbone et de l'ammoniac dans l'atmosphère, mais pas de méthane détectable. Ces signatures chimiques suggèrent que WASP-107b s'est formé loin de son étoile avant de migrer vers l'intérieur, où la chaleur brûlante entraîne maintenant une perte significative de gaz. Les résultats, publiés dans Nature Astronomy, mettent en lumière l'évasion atmosphérique comme un processus clé dans le développement planétaire.
Même la Terre perd environ 3 kg de gaz par seconde dans l'espace, principalement de l'hydrogène, bien que ce taux soit minime par rapport aux exoplanètes proches. « Observer et modéliser l'évasion atmosphérique est un domaine de recherche majeur au Département d'Astronomie de l'UNIGE car on pense qu'il est responsable de certaines caractéristiques observées dans la population d'exoplanètes », a expliqué Vincent Bourrier, chargé de cours senior à l'Université de Genève. Ce phénomène pourrait expliquer l'absence d'eau sur Vénus et pourrait éroder les atmosphères d'exoplanètes rocheuses ailleurs.