Le télescope Webb détecte une atmosphère sur un monde de lave
Les astronomes ont trouvé des preuves solides qu’une planète rocheuse en orbite autour d’une étoile lointaine a conservé une atmosphère, un résultat qui va à l’encontre d’une hypothèse de longue date sur l’évolution de ces mondes. La planète, appelée HD 3167b, est ce qu’on appelle un monde de lave, une classe de planètes rocheuses qui orbitent extrêmement près de leur étoile hôte.
Le travail s’est appuyé sur le télescope spatial James Webb, l’observatoire le plus puissant jamais lancé, qui étudie l’univers dans la lumière infrarouge depuis un point d’observation situé à environ 1,5 million de kilomètres de la Terre. Les chercheurs ont utilisé le télescope pour observer la planète lorsqu’elle passait devant son étoile, une technique appelée spectroscopie de transmission. En démêlant la lumière stellaire filtrée à travers tout gaz entourant la planète, l’équipe a trouvé un signal compatible avec une fine atmosphère.
HD 3167b se situe dans la constellation des Poissons, à environ 150 années-lumière. Elle fait le tour de son étoile en moins d’un jour, bien plus vite que Mercure ne boucle son orbite autour du Soleil. À cette distance, la planète est bombardée par le rayonnement stellaire, et les scientifiques s’attendaient généralement à ce que toute atmosphère soit arrachée et soufflée dans l’espace.
La planète occupe un étrange juste milieu. Pour un monde de lave, elle est relativement froide, mais pour la vie telle que nous la connaissons, elle est bien trop chaude. Les températures à sa surface pourraient être assez élevées pour faire fondre la roche, formant des mers de matière en fusion plutôt que des océans d’eau. Cela en fait un foyer improbable pour la biologie, mais un précieux laboratoire naturel pour étudier le comportement des atmosphères dans des conditions extrêmes.
Ce qui rend la découverte remarquable, c’est que la planète ressemble à certains égards à une jeune Terre, du moins par sa composition rocheuse et son lien étroit avec son étoile. Il y a des milliards d’années, la jeune Terre et ses voisines ont également été confrontées à un rayonnement intense d’un Soleil plus actif. Comprendre quelles atmosphères survivent à cette phase pourrait aider à expliquer pourquoi certaines planètes rocheuses finissent nues et d’autres conservent une couverture protectrice de gaz.
Une possibilité est que l’atmosphère ne soit pas primordiale, c’est-à-dire qu’elle n’ait pas été héritée du nuage de gaz et de poussière qui a formé la planète. Elle pourrait plutôt être reconstituée depuis l’intérieur, libérée par l’activité volcanique ou par l’évaporation de roche en fusion à la surface. Si tel est le cas, la planète pourrait être une fenêtre sur la chimie interne des mondes rocheux, un sujet difficile à sonder même dans notre propre système solaire.
Le résultat s’inscrit dans une vague plus large de science des exoplanètes rendue possible par le télescope Webb, qui a été utilisé pour sonder les ciels de planètes grandes et petites. Chaque nouvelle mesure ajoute une donnée à la question de la fréquence des atmosphères autour des petites planètes rocheuses, et de leur durée de vie.
Pour l’instant, HD 3167b est un cas intrigant isolé plutôt qu’un tableau établi. D’autres observations seront nécessaires pour confirmer l’atmosphère, identifier sa composition et déterminer comment elle persiste. Mais les premières preuves suggèrent que la frontière entre roche nue et monde enveloppé de gaz est plus floue que les scientifiques ne le pensaient, et que même les planètes sur des orbites extrêmes peuvent réserver des surprises.