La célèbre planète extrasolaire HD 209458b, provisoirement surnommée Osiris, a encore surpris les astronomes. Cette fois, ce sont de l’oxygène et du carbone qui ont été détectés dans son atmosphère d'hydrogène qui continue de s’évaporer à grand débit. Bien que plus lourds que l'hydrogène, l'oxygène et le carbone sont soufflés par le flot comme des poussières emportées par le vent.
Pour la première fois, des astronomes ont observé de l’oxygène et du carbone dans l’atmosphère d’une planète se situant hors du système solaire. Les scientifiques ont observé la fameuse planète extrasolaire HD 209458b qui passe devant son étoile tous les 3 jours et demi, en utilisant le télescope spatial Hubble NASA/ESA. Ils ont ainsi détecté une enveloppe étendue, de la forme d’un ballon de rugby et constituée d’oxygène et de carbone. Ces atomes sont littéralement emportés depuis les plus basses couches de l’atmosphère par le flot permanent d’atomes d’hydrogène qui s’échappent de la planète, tel de la poussière soufflée par le vent.
L’équipe dirigée par Alfred Vidal-Madjar (de l’Institut d’Astrophysique de Paris, CNRS) rapporte cette découverte dans une lettre qui sera publiée par l’Astrophysical Journal.
Cette exoplanète, appelée HD 209458b, est déjà célèbre pour être à l'origine de nombreuses premières : la première observation d'une exoplanète passant devant son étoile, la première dont l'atmosphère ait été détectée, la première dont on ait observé une atmosphère d'hydrogène qui s'évapore (en 2003, par la même équipe de scientifiques) et maintenant la première dont on ait vu l'oxygène et le carbone atmosphérique. De plus, ces observations réalisées en octobre et novembre 2003 ont permis la première détection d'une éjection dynamique.
“Ces observations sont d'une richesse exceptionnelle, on peut voir simultanément l'hydrogène, l'oxygène et le carbone. Cela confirme aussi l'échappement d'hydrogène que nous avions déjà mis en évidence, et maintenant nous constatons que d'autres éléments s'échappent aussi” explique Jean-Michel Désert de l'Institut d'Astrophysique de Paris.
L'équipe à l'origine de la découverte a surnomme cette extraordinaire planète “Osiris”. Osiris est un dieu Egyptien dont le corps mutilé a été dispersé aux quatre coins de l'Egypte afin qu'il ne puisse revenir à la vie.
L'oxygène sous forme moléculaire est un des indicateurs de vie potentielle, qui est souvent utilisé par les expériences de recherche de vie extraterrestre (telles que les instruments à bord des sondes Vikings et des rovers Spirit et Opportunity). Cependant, selon Alfred Vidal-Madjar “Bien que l'hypothèse d'une forme de vie sur Osiris serait très excitante, la présence d'oxygène n'est pas une surprise puisque c'est un élément abondant dans l'Univers; il est naturellement présent dans les atmosphères des planètes géantes de notre Système solaire, telles que Jupiter et Saturne”.
En revanche, ce qui a surpris les scientifiques, c'est de trouver les atomes de carbone et d'oxygène dans une enveloppe étendue entourant la planète. Même si le carbone et l'oxygène ont déjà été observés sur Jupiter et Saturne, ils y sont présents sous forme moléculaire telle comme le méthane ou l'eau, et sont situés dans l'atmosphère profonde de ces planètes. Dans le cas d'Osiris, les molécules sont brisées, ne laissant apparaître que les éléments atomiques. En comparaison à l'hydrogène, l'élément le plus léger, le carbone et l'oxygène sont respectivement 12 et 16 fois plus lourds. Une force plus intense que la gravité les pousse vers la haute atmosphère: le souffle d'hydrogène à plus de 35000 km/h. Alain Lecavelier des Étangs explique : “Nous pensons que même des éléments plus lourds tel que le fer pourrait être aussi soufflés de la même façon.”
Osiris ainsi écorchée orbite seulement à 7 millions de kilomètres de son étoile de type solaire et sa surface est chauffée à plus de 1000 degrés Celcius.
Le mécanisme d'évaporation est tellement puissant qu'il est possible d'imaginer l'existence d'une nouvelle classe de planètes extrasolaires, qui pourraient être nommées “planètes chthoniennes” en référence au dieu grec de la Terre Khtôn (Les dieux chthoniens désignent les dieux
des profondeurs de la Terre, Khtôn est la racine du mot “autochtone”).
Les planètes “Chthoniennes” seraient les résidus du coeur des planètes géantes gazeuses dont l'atmosphère s'est évaporée. Si elles existent, ces planètes pourraient être observées prochainement grâce aux nouveaux télescopes situés sur Terre ou dans l'espace par exemple, le satellite COROT qui sera lancé en 2006 par le CNES.
Selon les scientifiques, un tel processus d'évaporation est inhabituel mais permet de confirmer indirectement les théories de l'enfance de notre planète, la Terre. “C'est un cas unique ou l'échappement hydrodynamique est directement observé. Des théories montrent que Vénus, la Terre et Mars ont probablement renouvelé leurs atmosphères originelles pendant les premières années de leur vie. Aujourd'hui, leurs atmosphères proviennent d'impacts d'astéroïdes et de comètes, et du dégazage de ces planètes”, raconte Alfred Vidal-Madjar.
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Contacts:
Alfred Vidal-Madjar
01 44 32 80 73
Alain Lecavelier des Étangs
01 44 32 80 77
Jean-Michel Désert
01 44 32 80 87