La NASA découvre que la planète 55 Cancri-e a une atmosphère

Les scientifiques de la NASA ont potentiellement découvert des preuves de la présence de gaz atmosphériques 55 Cancri eune exoplanète rocheuse chaude en orbite autour d’une étoile semblable à notre Soleil située à environ 41 années-lumière dans la constellation du Cancer.

Cette découverte, réalisée avec le télescope spatial James Webb (JWST), représente une avancée significative dans l’étude des exoplanètes, offrant à ce jour l’indication la plus solide de l’existence d’une atmosphère autour d’une planète rocheuse au-delà de notre système solaire.

Le chercheur principal, Renyu Hu du Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA à Pasadena, en Californie, souligne l’importance de cette découverte, affirmant que Webb repousse les limites de la caractérisation des exoplanètes, en particulier lorsqu’il s’agit de planètes rocheuses. La recherche, détaillée dans un article publié dans Naturesouligne la science unique rendue possible par le télescope Webb.

55 Cancri e, également connue sous le nom de Janssen, est l’une des cinq planètes en orbite autour de l’étoile 55 Cancri. Avec un diamètre presque deux fois supérieur à celui de la Terre et une densité légèrement supérieure, elle est classée dans la catégorie des super-Terres : plus grande que la Terre mais plus petite que Neptune, avec une composition probablement similaire à celle des planètes rocheuses de notre système solaire.

Cependant, sa proximité avec son étoile – à seulement 2,4 millions de kilomètres, soit environ 1/25ème de la distance entre Mercure et le Soleil – suggère que sa surface pourrait être un océan bouillonnant de magma, potentiellement bloqué par les marées, avec un côté jour illuminé en permanence et un côté éternel. côté nuit obscure.

Malgré sa découverte en 2011, la question de savoir si 55 Cancri e a une atmosphère est restée sans réponse en raison des températures extrêmes et du rayonnement intense de son étoile. Des études antérieures réalisées avec le télescope spatial Spitzer de la NASA, à la retraite, suggéraient une atmosphère possible contenant des substances volatiles comme l’oxygène, l’azote et le dioxyde de carbone. Cependant, une autre théorie postulait que la planète pourrait ne pas avoir d’atmosphère, avec seulement un mince voile de roche vaporisée.

Pour tester ces hypothèses, les chercheurs ont utilisé la caméra proche infrarouge (NIRCam) et l’instrument infrarouge moyen (MIRI) du télescope spatial James Webb. En analysant la lumière de la planète sur différentes longueurs d’onde, ils visaient à déterminer sa composition et sa structure.

Cette approche, appelée spectroscopie d’éclipse secondaire, consiste à mesurer les changements de lumière lorsque la planète se déplace derrière son étoile, permettant ainsi aux scientifiques de détecter les signatures atmosphériques.

La première indication d’une atmosphère substantielle est venue des mesures MIRI de l’émission thermique de la planète, révélant une température relativement basse d’environ 2 800 degrés Fahrenheit (1 540 degrés Celsius), bien inférieure aux 4 000 degrés Fahrenheit (2 200 degrés Celsius) attendus si la planète manquait. une atmosphère. Cette température plus fraîche suggère que l’énergie pourrait être redistribuée du côté jour vers le côté nuit, probablement en raison d’une atmosphère riche en composés volatils.

Une analyse plus approfondie avec NIRCam a montré des modèles cohérents avec une atmosphère contenant des gaz comme le monoxyde de carbone ou le dioxyde de carbone, indiquant une différence significative par rapport à une planète sans atmosphère ou composée uniquement de roches vaporisées.

L’équipe estime que les gaz recouvrant 55 Cancri e pourrait être le résultat de processus internes plutôt que de vestiges de la formation de la planète. Comme l’explique Aaron Bello-Arufe, co-auteur de l’étude, cela pourrait représenter une atmosphère secondaire continuellement reconstituée par l’océan magmatique de la planète, avec du gaz dissous dans la roche en fusion étant libéré au fil du temps.

Alors que 55 Cancri e est trop chaud pour être habitable, l’étude de son atmosphère offre des informations précieuses sur les interactions entre les atmosphères, les surfaces et l’intérieur des planètes rocheuses, fournissant des indices sur les premières conditions sur Terre, Vénus et Mars, qui étaient probablement recouvertes d’océans magmatiques. à un moment donné. À terme, ces recherches pourraient conduire à une meilleure compréhension des conditions qui permettent aux planètes rocheuses de conserver une atmosphère riche en gaz, un ingrédient essentiel à l’habitabilité.

Sources

Centre de vol spatial Goddard de la NASA | Hu, R., Bello-Arufe, A., Zhang, M. et al. Une atmosphère secondaire sur l’exoplanète rocheuse 55 Cancri e. Nature (2024). est ce que je.org/10.1038/s41586–024–07432-x