Porter un regard plus attentif sur ces mystérieux corps célestes que sont les exoplanètes
Quand on évoque le thème des planètes, on a tendance à penser aux huit qui gravitent autour de notre soleil. Or, les planètes ne sont pas l’apanage de notre système solaire. En effet, à ce jour, les scientifiques ont confirmé l’existence d’au moins 5 000 planètes en orbite autour d’autres étoiles. Mais que savons-nous donc de ces «exoplanètes»? Très peu de choses. «Nous savons que les planètes telluriques comme la Terre sont abondantes dans la Voie lactée, mais nous ne disposons pas des outils nécessaires pour étudier leur atmosphère, leur climat, leur habitabilité ou l’existence possible d’une vie extraterrestre à leur surface», explique Ignas Snellen, astronome à l’université de Leyde. Or, les progrès accomplis dans le domaine de la spectroscopie permettent à présent aux astronomes d’observer de plus près ces mystérieuses exoplanètes rocheuses. C’est précisément l’objectif poursuivi par Ignas Snellen dans le cadre du projet EXOPLANETBIO, financé par l’UE.
Une véritable révolution
Au cœur de ce projet soutenu par le Conseil européen de la recherche, l’on trouve CRIRES+, un spectrographe infrarouge haute résolution à dispersion croisée récemment installé dans le Very Large Telescope (VLT) situé à l’Observatoire européen austral, au Chili. Version modernisée de l’instrument CRIRES original, CRIRES+ accroît la plage de longueurs d’onde du VLT d’un facteur de 10. K est une unité astronomique de longueur. «CRIRES+ est une véritable révolution en ce sens qu’il déplace l’accent de la recherche atmosphérique des géantes chaudes de 1 000 à 15 000 k telles que Jupiter vers des planètes plus froides de 400 à 700 k telles que Neptune et les super-Terres», explique Ignas Snellen.
Une découverte révolutionnaire
Grâce à cet instrument, Ignas Snellen a pu faire le bilan des vitesses de rotation des planètes, un indicateur clé de leur masse et de leur âge. Il a également examiné l’atmosphère des super-Terres froides et déterminé les profils de température atmosphérique verticaux et longitudinaux des exoplanètes chaudes de type Jupiter. Mais la réalisation phare de ces travaux a été la détection, pour la première fois, d’un isotope mineur (carbone 13) dans l’atmosphère d’une exoplanète. Cette découverte révolutionnaire a été faite sur TYC 8998-760-1 b, une exoplanète gazeuse située à 30 années-lumière dans la constellation de Musca. Bien qu’ils n’en aient pas la certitude, les chercheurs pensent que le carbone est le résultat de la formation de la planète à une distance considérable de l’étoile autour de laquelle elle orbite, TYC 8998-760-1, située à environ 310 années-lumière de la Terre. «La recherche sur les isotopes pourrait nous en apprendre davantage sur la formation et l’évolution des planètes, et il s’agit d’un premier pas important sur, on l’espère, un long chemin de découvertes», ajoute Ignas Snellen.
Une enquête plus approfondie
L’ampleur de cette découverte était telle que l’équipe d’EXOPLANETBIO s’est vu octroyer un temps d’observation important sur le VLT. «Nous nous sommes vu attribuer un temps d’observation inédit de 14 nuits, que nous utiliserons pour mener une étude plus approfondie des isotopes du carbone dans un éventail d’objets célestes, non seulement des exoplanètes, mais aussi des naines brunes», conclut Ignas Snellen. Le fruit de nos travaux constituera la base de deux ou trois nouvelles thèses de doctorat.
Mots‑clés
EXOPLANETBIO, planètes, exoplanètes, CRIRES+, spectrographe, astronome, spectroscopie, Very Large Telescope, Observatoire européen austral, isotope