{"id":631254,"date":"2025-12-31T03:35:13","date_gmt":"2025-12-31T03:35:13","guid":{"rendered":"https:\/\/www.europesays.com\/fr\/631254\/"},"modified":"2025-12-31T03:35:13","modified_gmt":"2025-12-31T03:35:13","slug":"les-astronomes-auraient-enfin-decouvert-une-atmosphere-autour-dune-exoplanete-rocheuse","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.europesays.com\/fr\/631254\/","title":{"rendered":"Les astronomes auraient enfin d\u00e9couvert une atmosph\u00e8re autour d’une exoplan\u00e8te rocheuse !"},"content":{"rendered":"

L’ann\u00e9e 2025 se termine. Il y a un si\u00e8cle, Werner Heisenberg<\/a> puis Max Born<\/a> et Pascual Jordan d\u00e9couvraient et d\u00e9veloppaient la version matricielle de la m\u00e9canique quantique. Erwin Schr\u00f6dinger<\/a>, de son c\u00f4t\u00e9, d\u00e9couvrait sa fameuse \u00e9quation, r\u00e9volutionnant d’abord la th\u00e9orie des ondes mat\u00e9rielles de Louis de Broglie<\/a>, puis la m\u00e9canique quantique elle-m\u00eame, dont il allait publier une premi\u00e8re version dans un article en janvier 1926.<\/p>\n

Mais 2025 n’a pas \u00e9t\u00e9\u00a0que l’Ann\u00e9e Internationale de la Science et de la Technologie quantiques<\/a>,\u00a0ce fut aussi l’anniversaire des 30 ans de la d\u00e9couverte par Michel Mayor et Didier Queloz de la premi\u00e8re exoplan\u00e8te<\/a>\u00a0autour d’une \u00e9toile de la fameuse s\u00e9quence principale, s\u00e9quence sur\u00a0laquelle se trouve notre Soleil et qu’il quittera quand il changera d’\u00e9tat pour devenir une g\u00e9ante rouge<\/a> puis une naine blanche<\/a>.<\/p>\n

La surprise \u00e9tait grande car il s’agissait de ce que nous appelons maintenant un Jupiter chaud<\/a>, c’est-\u00e0-dire une g\u00e9ante gazeuse<\/a> form\u00e9e initialement loin de son \u00e9toile – souvent une naine rouge<\/a>, car elle\u00a0est majoritaire\u00a0dans la Voie lact\u00e9e<\/a> –\u00a0mais ayant ensuite migr\u00e9 au point d’\u00eatre tr\u00e8s proche\u00a0de son soleil et donc d’\u00eatre surchauff\u00e9e\u00a0\u00e0 des temp\u00e9ratures pouvant d\u00e9passer le millier de degr\u00e9s.<\/p>\n

On n’allait pas tarder \u00e0 avoir les premi\u00e8res indications sur la composition des atmosph\u00e8res<\/a> de ces g\u00e9antes gazeuses, par exemple avec Osiris<\/a>. Est venue ensuite aussi la d\u00e9couverte des premi\u00e8res plan\u00e8tes rocheuses<\/a>, souvent des superterres<\/a>, mais finalement aussi des plan\u00e8tes de la taille de la Terre\u00a0ou\u00a0peu s’en faut,\u00a0situ\u00e9es dans la mythique – mais parfois survendue – zone d’habitabilit\u00e9<\/a>.<\/p>\n

Aujourd’hui, fin d\u00e9cembre 2025, plus de 7 910 exoplan\u00e8tes<\/a> sont connues de la noosph\u00e8re dans la Voie lact\u00e9e, comme on peut s’en convaincre en consultant\u00a0le\u00a0c\u00e9l\u00e8bre site de l’Encyclop\u00e9die des plan\u00e8tes extrasolaires<\/a>\u00a0fond\u00e9 en 1995\u00a0par l’astronome Jean Schneider<\/a> de l’observatoire de Paris. Pour faire connaissance avec ces plan\u00e8tes et la fa\u00e7on dont on peut les \u00e9tudier, on pourra consulter gr\u00e2ce au CEA plusieurs vid\u00e9os formant une webs\u00e9rie<\/a>.<\/p>\n

Les m\u00e9thodes de d\u00e9tection des exoplan\u00e8tes se sont largement diversifi\u00e9es depuis les ann\u00e9es 1990. Elles peuvent se classer en deux grandes cat\u00e9gories, les m\u00e9thodes directes et les m\u00e9thodes indirectes. Les trois m\u00e9thodes principales sont la m\u00e9thode directe d\u2019imagerie, la m\u00e9thode indirecte du transit et la m\u00e9thode indirecte de la vitesse radiale. \u00a9 CEA Recherche<\/p>\n

Des plan\u00e8tes avec des oc\u00e9ans de magma<\/p>\n

Toutefois, le grand d\u00e9fi de la recherche de l’existence d’une biosignature avec une exoplan\u00e8te nous pousse \u00e0 chercher des exoplan\u00e8tes rocheuses avec une atmosph\u00e8re. On peut alors tenter de l’analyser \u00e0 l’occasion de transits plan\u00e9taires<\/a>, mais pour cela, il faut d\u00e9couvrir des candidates pas trop loin du Syst\u00e8me solaire<\/a> et avec transit. La mission Transiting Exoplanet Survey Satellite<\/a> (Tess<\/a>) de la Nasa<\/a>, qui a succ\u00e9d\u00e9 \u00e0 Kepler<\/a> pour la chasse aux exoplan\u00e8tes, a \u00e9t\u00e9 con\u00e7ue pr\u00e9cis\u00e9ment dans ce but.<\/p>\n

Elle a fourni plusieurs TOI (une abr\u00e9viation pour Tess Objects of Interest en anglais, ce qui peut se traduire par \u00ab Objet int\u00e9ressant de Tess \u00bb)\u00a0que les astrophysiciens<\/a> pouvaient regarder de plus pr\u00e8s gr\u00e2ce,\u00a0notamment, aux\u00a0observations dans l’infrarouge<\/a> du t\u00e9lescope spatial James-Webb<\/a> (JWST), plus pr\u00e9cis\u00e9ment ses observations spectroscopiques dans l’infrarouge avec ses instruments comme son spectrographe<\/a> NIRSpec<\/a> (Near-Infrared Spectrograph).<\/p>\n

Aujourd’hui, plusieurs communiqu\u00e9s, dont celui de l’Institut Trottier de recherche sur les exoplan\u00e8tes (IREx) bas\u00e9 \u00e0 l’Universit\u00e9 de Montr\u00e9al (UdeM), mettent sur le devant de la sc\u00e8ne le cas de l’exoplan\u00e8te TOI-561 b<\/a>.<\/p>\n

Un article, publi\u00e9 dans The Astrophysical Journal Letters mais dont une version libre existe aussi sur\u00a0arXiv<\/a>, explique en effet qu’avec des observations du JWST, les astrophysiciens disposeraient maintenant de la preuve la plus solide<\/a> \u00e0 ce jour de l’existence d’une atmosph\u00e8re sur une plan\u00e8te rocheuse en dehors de notre Syst\u00e8me solaire.<\/p>\n

Plus exactement, les donn\u00e9es fournies par le James-Webb laissent penser que TOI-561 b abrite un oc\u00e9an de magma<\/a> global, semblable \u00e0 celui qui a probablement recouvert la Terre primitive durant\u00a0l’Had\u00e9en<\/a> et qui a certainement exist\u00e9 \u00e0 la m\u00eame \u00e9poque sur la Lune<\/a>, oc\u00e9an qui serait recouvert dans le cas de l’exoplan\u00e8te par une atmosph\u00e8re \u00e9paisse.<\/p>\n

Mais comment en est-on arriv\u00e9 \u00e0 cette derni\u00e8re conclusion\u00a0?<\/p>\n

Tout d’abord, il faut savoir que, m\u00eame si TOI-561 b est en orbite<\/a> autour d’une \u00e9toile de type G, donc comme notre Soleil, et que son rayon est environ 1,4 fois sup\u00e9rieur \u00e0 celui de la Terre, elle se trouve en fait \u00e0 seulement 1,6 million\u00a0de kilom\u00e8tres ; ce qui repr\u00e9sente\u00a0un quaranti\u00e8me de la distance entre Mercure<\/a> et le Soleil.<\/p>\n

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\nRepr\u00e9sentation artistique du monde de lave TOI-561 b et de son \u00e9toile h\u00f4te. \u00a9 Nasa, ESA, CSA, Ralf Crawford, STScI<\/p>\n

Une exoplan\u00e8te rocheuse\u00a0\u00e0 la composition exotique ?<\/p>\n

Dans de\u00a0telles conditions, les forces de mar\u00e9e<\/a> gravitationnelle ont forc\u00e9ment conduit l’exoplan\u00e8te \u00e0 \u00eatre en rotation synchrone<\/a> autour de l’\u00e9toile TOI-561. Elle lui pr\u00e9sente donc tout le temps la m\u00eame face, tout comme la Lune le fait pour la Terre et pour les m\u00eames raisons. On arrive alors aussi \u00e0 la conclusion que la temp\u00e9rature de la face diurne<\/a> permanente de TOI-561 b doit d\u00e9passer largement la temp\u00e9rature de fusion<\/a> d’une roche typique, ce qui conduit \u00e0 envisager un oc\u00e9an de magma global.<\/p>\n

Jusque l\u00e0, rien de vraiment nouveau par rapport au cas d’autres exoplan\u00e8tes connues dans une situation similaire. Les chercheurs ont toutefois d\u00e9couvert que la densit\u00e9 de l’exoplan\u00e8te est plus faible que ce \u00e0 quoi on pouvait s’attendre et cela pose donc des contraintes sur sa structure interne.<\/p>\n

Les plan\u00e9tologues en ont d\u00e9duit que la structure la plus probable faisait intervenir un noyau en fer<\/a> relativement petit, envelopp\u00e9 d’un manteau<\/a> compos\u00e9 de roche moins dense que celle de la Terre.<\/p>\n

Selon le communiqu\u00e9 de l’IREx, ce ne serait pas tr\u00e8s \u00e9tonnant. L’\u00e9toile TOI-561 est deux fois plus vieille que le Soleil, ce qui veut dire que c’est \u00e9galement le cas de l’exoplan\u00e8te TOI-561 b et qu’elles se sont donc form\u00e9es dans un nuage<\/a> mol\u00e9culaire et poussi\u00e9reux dans une Voie lact\u00e9e moins riche\u00a0en noyaux lourds comme le fer, le magn\u00e9sium<\/a> et l’aluminium<\/a> que lorsque le Syst\u00e8me solaire s’est lui aussi form\u00e9 par effondrement<\/a> gravitationnel d’un nuage similaire.<\/p>\n

En effet, plus le temps passe, plus les \u00e9toiles massives qui finissent par exploser en supernovae<\/a> ont contribu\u00e9 \u00e0 faire de la nucl\u00e9osynth\u00e8se<\/a> de ces \u00e9l\u00e9ments qu’elles injectent ensuite dans le milieu interstellaire en explosant, ce qui fait \u00e9voluer chimiquement la Voie lact\u00e9e. TOI-561 b contiendrait donc moins de ces \u00e9l\u00e9ments lourds que dans le cas des plan\u00e8tes rocheuses du Syst\u00e8me solaire, tout simplement parce que le nuage primitif de TOI-561\u00a0\u00e9tait plus pauvre en ces \u00e9l\u00e9ments, tout comme la Voie lact\u00e9e il y a environ 10 milliards d’ann\u00e9es.<\/p>\n

Toutefois, cela ne suffit pas \u00e0 expliquer la relativement faible densit\u00e9 de TOI-561 b, sauf \u00e0 faire intervenir une atmosph\u00e8re \u00e9paisse justement\u00a0! Une telle atmosph\u00e8re donnerait \u00e0 la plan\u00e8te un rayon apparent bien sup\u00e9rieur \u00e0 sa taille r\u00e9elle.<\/p>\n

Mais comment tester cette hypoth\u00e8se\u00a0?<\/p>\n

Une atmosph\u00e8re trahie par des transits plan\u00e9taires secondaires ?<\/p>\n

Les astrophysiciens sont malins, ils ont attendu\u00a0que l’exoplan\u00e8te fasse des transits secondaires, c’est-\u00e0-dire qu’elle passe derri\u00e8re son soleil, pour en d\u00e9duire par soustraction et en fonction de la luminosit\u00e9<\/a> de la face diurne de l’exoplan\u00e8te sa temp\u00e9rature.<\/p>\n

Si l’exoplan\u00e8te poss\u00e8de bien une atmosph\u00e8re, alors des courants doivent r\u00e9partir la chaleur<\/a> acquise \u00e0 partir du rayonnement stellaire entre les faces diurnes et nocturnes<\/a> de la plan\u00e8te, de sorte que la temp\u00e9rature de la face diurne doit \u00eatre plus basse que pr\u00e9vu dans l’hypoth\u00e8se o\u00f9 il n’y aurait pas d’atmosph\u00e8re.<\/p>\n

De fait, les plan\u00e9tologues attendaient dans ce dernier cas une temp\u00e9rature de \u00a02 700 degr\u00e9s Celsius<\/a>, mais ils en ont mesur\u00e9 une de 1 800 degr\u00e9s Celsius.<\/p>\n

Dans le communiqu\u00e9, Anjali Piette<\/a>, coauteure de l’\u00e9tude publi\u00e9e et en poste \u00e0 l’Universit\u00e9 de Birmingham (Royaume-Uni) commente ce r\u00e9sultat en ces termes : \u00ab Nous avons vraiment besoin d’une atmosph\u00e8re \u00e9paisse et riche en \u00e9l\u00e9ments volatils pour expliquer toutes les observations. Des vents<\/a> forts refroidiraient la face diurne en transportant la chaleur vers la face nocturne. Des gaz<\/a> tels que la vapeur d’eau absorberaient certaines longueurs d’onde<\/a> de la lumi\u00e8re<\/a> infrarouge proche \u00e9mise par la surface avant qu’elles ne traversent compl\u00e8tement l’atmosph\u00e8re. (La plan\u00e8te semblerait plus froide car le t\u00e9lescope d\u00e9tecterait moins de lumi\u00e8re.) Il est \u00e9galement possible qu’il existe des nuages de silicate<\/a> brillants qui refroidissent l’atmosph\u00e8re en r\u00e9fl\u00e9chissant la lumi\u00e8re des \u00e9toiles \u00bb.<\/p>\n

Le communiqu\u00e9 se poursuit en signalant une \u00e9nigme. Le chauffage de l’exoplan\u00e8te aurait d\u00fb conduire son atmosph\u00e8re \u00e0 s’\u00e9vaporer depuis longtemps, pourquoi ce n’est-il\u00a0pas ce qui s’est pass\u00e9\u00a0?<\/p>\n

Selon\u00a0Tim Lichtenberg<\/a>, autre coauteur de l’\u00e9tude, de l’Universit\u00e9 de Groningue aux Pays-Bas :\u00a0\u00ab Nous pensons qu’il existe un \u00e9quilibre entre l’oc\u00e9an de magma et l’atmosph\u00e8re. Au moment m\u00eame o\u00f9 les gaz s’\u00e9chappent de la plan\u00e8te pour alimenter l’atmosph\u00e8re, l’oc\u00e9an de magma les aspire \u00e0 nouveau vers l’int\u00e9rieur. Cette plan\u00e8te doit \u00eatre beaucoup plus riche en \u00e9l\u00e9ments volatils que la Terre pour expliquer les observations. Elle ressemble vraiment \u00e0 une boule de lave<\/a> humide \u00bb.<\/p>\n

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\nFigure repr\u00e9sentant le spectre d\u2019\u00e9mission de l\u2019exoplan\u00e8te TOI-561 b de l\u2019instrument NIRSpec. Les points blancs indiquent les donn\u00e9es d\u2019observation r\u00e9elles. Les lignes color\u00e9es repr\u00e9sentent les spectres de diff\u00e9rents sc\u00e9narios atmosph\u00e9riques : blanc pour une atmosph\u00e8re inexistante, violet pour une atmosph\u00e8re mince compos\u00e9e de vapeur rocheuse et orange pour une atmosph\u00e8re \u00e9paisse riche en compos\u00e9s volatils. Ce dernier sc\u00e9nario correspond le mieux aux donn\u00e9es d\u2019observation. \u00a9\u00a0Nasa\/ESA\/CSA\/STScI<\/p>\n

Le saviez-vous<\/p>\n

On voit ci-dessus un spectre d’\u00e9mission captur\u00e9 par NIRSpec (spectrom\u00e8tre proche infrarouge) du t\u00e9lescope spatial James Webb (Nasa\/ESA\/ASC) en mai 2024 qui r\u00e9v\u00e8le la luminosit\u00e9 de diff\u00e9rentes longueurs d’onde (de 3 \u00e0 5 microns) \u00e9mises par l’exoplan\u00e8te super-Terre ultra-chaude TOI-561 b. La comparaison de ces donn\u00e9es avec des mod\u00e8les th\u00e9oriques sugg\u00e8re que la plan\u00e8te n’est pas un simple rocher, mais qu’elle est entour\u00e9e d’une atmosph\u00e8re riche en compos\u00e9s volatils.<\/p>\n

Les donn\u00e9es (cercles blancs) sont bas\u00e9es sur la mesure de la variation de luminosit\u00e9 du syst\u00e8me \u00e9toile-plan\u00e8te avant, pendant et apr\u00e8s l’\u00e9clipse secondaire, lorsque la plan\u00e8te passe derri\u00e8re l’\u00e9toile. Bien que TOI-561 b soit trop proche de son \u00e9toile pour \u00eatre observ\u00e9e individuellement, la quantit\u00e9 de lumi\u00e8re \u00e9mise par la plan\u00e8te peut \u00eatre calcul\u00e9e en soustrayant la luminosit\u00e9 de l’\u00e9toile (mesur\u00e9e lorsque la plan\u00e8te est derri\u00e8re l’\u00e9toile) de la luminosit\u00e9 combin\u00e9e de la plan\u00e8te et de l’\u00e9toile (mesur\u00e9e lorsque la plan\u00e8te est \u00e0 c\u00f4t\u00e9 de l’\u00e9toile). On pense que TOI-561 b est en rotation synchrone, ce qui signifie que la majeure partie de la lumi\u00e8re plan\u00e9taire mesur\u00e9e lors de cette observation provient de sa face \u00e9clair\u00e9e.<\/p>\n

Trois spectres mod\u00e8les sont pr\u00e9sent\u00e9s \u00e0 titre de comparaison. Si TOI-561 b poss\u00e8de une surface rocheuse nue et sombre, sans atmosph\u00e8re (ligne grise continue), ou une fine atmosph\u00e8re de vapeur d’eau (ligne violette en zigzag), la face \u00e9clair\u00e9e de la plan\u00e8te devrait appara\u00eetre beaucoup plus brillante qu’elle ne l’est r\u00e9ellement. Or, les donn\u00e9es sont bien plus coh\u00e9rentes avec une atmosph\u00e8re riche en compos\u00e9s volatils comme l’eau, l’oxyg\u00e8ne et le dioxyde de carbone (le mod\u00e8le pr\u00e9sent\u00e9 ici suppose une atmosph\u00e8re compos\u00e9e \u00e0 100 % de vapeur d’eau).<\/p>\n

Une atmosph\u00e8re \u00e9paisse et riche en compos\u00e9s volatils absorbe une partie du rayonnement infrarouge proche \u00e9mis par la surface, ce qui r\u00e9duit la quantit\u00e9 atteignant le t\u00e9lescope. La plan\u00e8te appara\u00eet donc plus sombre que si elle \u00e9tait d\u00e9pourvue d’atmosph\u00e8re ou qu’elle poss\u00e9dait une tr\u00e8s fine couche de roche vaporis\u00e9e. Une atmosph\u00e8re \u00e9paisse contribue \u00e9galement \u00e0 la r\u00e9partition de la chaleur autour de la plan\u00e8te par le biais des vents, refroidissant la face \u00e9clair\u00e9e et r\u00e9chauffant la face nocturne.<\/p>\n

Webb a observ\u00e9 le syst\u00e8me TOI-561 en continu pendant plus de 37 heures, capturant pr\u00e8s de quatre orbites compl\u00e8tes, dont quatre \u00e9clipses secondaires cons\u00e9cutives.<\/p>\n

\u00a9\u00a0Nasa, ESA, CSA, Ralf Crawford (STScI), Science :\u00a0J. Teske (Carnegie Science Earth and Planets Laboratory), A. Piette (University of Birmingham), T. Lichtenberg (Groningen), N. Wallack (Carnegie Science Earth and Planets Laboratory)<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"L’ann\u00e9e 2025 se termine. Il y a un si\u00e8cle, Werner Heisenberg puis Max Born et Pascual Jordan d\u00e9couvraient…\n","protected":false},"author":2,"featured_media":631255,"comment_status":"","ping_status":"","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[7],"tags":[73998,26766,1011,27,26768,74000,43,40,41,39,73999,42,44,26769,74002,74003,73997,74001,74004],"class_list":{"0":"post-631254","1":"post","2":"type-post","3":"status-publish","4":"format-standard","5":"has-post-thumbnail","7":"category-sciences-et-technologies","8":"tag-atmosphere-d039une-superterre","9":"tag-exoplanete","10":"tag-fr","11":"tag-france","12":"tag-james-webb-space-telescope","13":"tag-methode-du-transit-planetaire","14":"tag-science","15":"tag-science-and-technology","16":"tag-sciences","17":"tag-sciences-et-technologies","18":"tag-superterre","19":"tag-technologies","20":"tag-technology","21":"tag-telescope-spatial-james-webb","22":"tag-tess","23":"tag-tess-objects-of-interest-toi","24":"tag-toi-561-b","25":"tag-transit-planetaire","26":"tag-transiting-exoplanet-survey-satellite-tess"},"share_on_mastodon":{"url":"https:\/\/pubeurope.com\/@fr\/115812088213828622","error":""},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/631254","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=631254"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/631254\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media\/631255"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=631254"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=631254"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=631254"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}