Public Release:  Le spectre de l'atmosphère d'une exoplanète renseigne sur son origine

Des donnees a haute resolution revelent la composition atmospherique d'une geante gazeuse eloignee

American Association for the Advancement of Science

Ce communiqué est disponible en anglais.

Une jeune exoplanète orbitant autour d'une étoile appelée HR 8799 possède de l'eau et du monoxyde de carbone dans son atmosphère, mais pas de méthane, indiquent des chercheurs. Cette découverte suggère qu'elle est issue d'un phénomène appelé accrétion de cœur.

L'exoplanète HR 8799c est une géante gazeuse ayant sept fois la masse de Jupiter et les astronomes ont longtemps débattu pour savoir si de telles planètes se formaient par accrétion de cœur ou par un autre processus possible connu sous le nom d'instabilité gravitationnelle.

Quinn Konopacky, de l'Institut Dunlap pour l'astronomie et l'astrophysique de l'Université de Toronto, et ses collègues canadiens et américains ont utilisé des données de l'observatoire Keck à Hawaii pour analyser les caractéristiques spectrales de cette exoplanète. Leurs résultats, publiés dans l'édition du 14 mars de Science Express, éclairent sur la manière dont s'est formée cette géante gazeuse éloignée et donnent également des précisions sur la formation de notre propre système solaire.

« Nos résultats s'accordent le mieux avec une formaiton des planètes autour de HR 8799 par une accrétion de cœur, d'une manière très semblable à celle par laquelle nous pensons que notre propre système solaire s'est formé » explique Konopacky. « En étudiant le système HR 8799, nous pouvons avoir un aperçu de l'aspect qu'avaient des planètes comme Jupiter très peu de temps après leur formation. »

Contrairement à la plupart des autres exoplanètes, les quatre tournant autour de HR 8799 sont détectables directement par la mesure de leur lumière, détectée séparément de celle de leur étoile. Ce type de détection a révélé que HR 8799c était une géante gazeuse tournant autour de son étoile à une distance comparable à celle séparant Pluton du Soleil. Cependant, la naissance d'une planète aussi massive à une distance aussi grande de son étoile parente était en contradiction avec les modèles courants de formation des planètes.

Les nouvelles analyses effectuées par Konopacky et son équipe apportent des données à haute résolution sur la composition chimique, la gravité et l'atmosphère de HR 8799c. « Cette exoplanète possède un ensemble idéal de propriétés, étant à la fois bien brillante et située assez loin de son étoile pour nous permettre d'acquérir ces données spectrales fascinantes » précise le chercheur. « Le fait que nous ne voyions pas de méthane nous en dit long sur les processus chimiques à l'œuvre dans l'atmosphère de cette jeune géante gazeuse. »

Deux mécanismes possibles ont été proposés pour expliquer la formation des exoplanètes, soit l'accrétion d'un noyau en plusieurs étapes où le gaz s'accumule lentement pour former un cœur planétaire, soit une instabilité gravitationnelle où l'intérieur et l'atmosphère de la planète sont créés en même temps.

« Bien que nous observions beaucoup de vapeur d'eau dans l'atmosphère de HR 8799c, nous en détectons légèrement moins que si la planète avait la même composition que son étoile hôte » continue Konopacky. « Cela nous indique que la planète a une composition en carbone légèrement plus élevée qu'en oxygène. »

Ce rapport élevé du carbone sur l'oxygène est un indice des conditions de formation de l'exoplanète et les chercheurs suggèrent que des grains de glace ont dû se condenser dans le disque planètaire entourant HR 8799 et absorber l'oxygène.

« Ces grains de glace se sont agglomérés pour former des amas plus gros de quelques kilomètres de diamètre qui ont continué d'entrer en collision pour former le cœur solide de la planète » suggère Konopacky. « L'atmosphère est apparue plus tard, avec du gaz que la planète a attiré lorsqu'elle a été assez grosse. Lorsque cela s'est produit, une partie des grains de glace était partie et le gaz ne comportait pas beaucoup d'eau ».

Ces résultats impliquent que ce processus d'accrétion, similaire à celui qui a formé notre système solaire avec ses géantes gazeuses éloignées du Soleil et ses planètes solides plus proches de lui, a aussi conduit à la formation de HR 8799c.

Comme le système planétaire entourant HR 8799 ressemble à une version agrandie de notre système solaire, il ne serait pas surprenant d'y trouver des planètes semblables à la Terre à plus grande proximité de son étoile selon les chercheurs.

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L'étude de Konopacky et coll. a été financée par le Département de l'énergie américain, par la NASA et le Keck Principal Investigator Data Analysis Fund.

Conférence de presse téléphonique : un point presse sous embargo est prévu le mercredi 13 mars 2013 à onze heures, heure de l'Est américain, à propos de l'article de Science sur le spectre à haute résolution d'une exoplanète.

Toutes les informations fournies au cours de la téléconférence de presse resteront sous embargo jusqu'au jeudi 14 mars 2013 à 14h00, heure de l'Est américain.

Les intervenants seront MM. Quinn Konopacky de l'Université de Toronto à Toronto, ON, Canada, Travis Barman du Lowell Observatory à Flagstaff, AZ, et Bruce Macintosh du Lawrence Livermore National Laboratory à Livermore, CA.

Le co-auteur Christian Marois du National Research Council of Canada, Dominion Astrophysical Observatory à Victoria, BC, Canada sera également disponible lors de la séance de questions-réponses.

Pour y assister, les journalistes doivent composer le numéro gratuit +1-800-374-0748 s'ils sont aux États-Unis ou au Canada et autrement le numéro +1-706-634-9041. Le mot de passe est « SPECTRUM ».

Les journalistes désirant intervenir dans la conférence de presse doivent se pré-inscrire en envoyant un courriel à scipak@aaas.org

Un transcrit en temps réel sera visible à http://rcc.intercall.com et pour se connecter il faut demander un numéro de confirmation à scipak@aaas.org

Ce point presse sous embargo réservé uniquement aux journalistes est organisé par la revue Science et son éditeur, la société scientifique sans but lucratif AAAS.

Un transcrit et des enregistrements audio aux formats MP3 et WAV seront disponibles après la téléconférence.

L'American Association for the Advancement of Science (AAAS), la plus grande association sur les sciences en général dans le monde, édite les revues Science, Science Translational Medicine et Science Signaling. Fondée en 1848, l'AAAS est au service de 10 millions de personnes au travers de 261 sociétés et académies des sciences affiliées. Science est la revue générale scientifique à comité de lecture la plus vendue dans le monde, avec un lectorat total estimé à un million de personnes. L'AAAS, à but non lucratif, est ouverte à tous et remplit sa mission de « faire avancer la science et de servir la société » par le biais notamment d'initiatives dans les politiques scientifiques, de programmes internationaux et de l'éducation scientifique. Pour les dernières nouvelles de la recherche scientifique, visitez Eurekalert!, premier site web d'actualités scientifiques et service également fourni par l'AAAS.

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