exoplanètes-neptune-chaud-expulse-son-atmosphère
Selon les simulations et les modèles informatiques, la taille des exoplanètes devrait être répartie de manière relativement uniforme. Mais avec le nombre total d’exoplanètes approchant les 4 000, cela n’a pas été le cas très souvent.
Un type de monde appelé «Neptune chaud» a été remarquablement rare lors de la recherche d’exoplanètes, mais une nouvelle observation peut expliquer pourquoi Hubble a maintenant repéré une Neptune nommée GJ 3470b, dont l’atmosphère disparaît à une vitesse record.

Une exoplanète qui perd son atmosphère 

Les exoplanètes extrêmement chaudes découvertes jusqu’à présent semblent se diviser en deux groupes opposés. Il y a ce qu’on appelle les « Super-Terres chaudes », qui sont un peu plus grandes que notre planète d’origine, et qui se situent à l’autre bout de l’échelle, puis nous avons les «Jupiters chauds». La logique dit qu’il devrait également y avoir beaucoup des « Neptunes » de taille moyenne qui sont à peu près de la taille de Neptune, mais très chaudes car elles sont extrêmement proches de leur étoile. Mais curieusement, elles ont jusqu’à présent échappé aux astronomes.
GJ 3470b n’est que la deuxième de ces planètes, et c’est peut-être la raison pour laquelle elles sont si rares. Cette Neptune en orbite autour de l’étoile Gliese 3470, à environ 96 années-lumière de la constellation du Cancer. Étant si proche de son étoile parente, GJ 3470b est en train de bouillir au fur et à mesure que le gaz dans son atmosphère monte au point de s’échapper dans l’espace, formant un nuage géant autour de la planète. Et comme cette atmosphère très épaisse constitue jusqu’à 20% de la masse de la planète, la GJ 3470b se contracte à un rythme sans précédent.
Cette découverte a été faite à l’aide du spectrographe d’imagerie du télescope spatial Hubble. Les chercheurs ont pu détecter la signature ultraviolette de l’hydrogène dans le nuage qui entoure cette planète alors qu’elle passait devant son étoile hôte.
Ce n’est pas la première fois qu’une planète expulse son atmosphère dans l’espace – des simulations suggèrent que Proxima b, une planète voisine de la Terre, qui avait peut-être déjà été habitable, a déjà été dépourvue de la majeure partie de son atmosphère. Bien plus près de notre planète, la même chose semble se passer pour Mars en ce moment.

Une exoplanète qui perd sa masse très rapidement 

Mais avec GJ 3470b, cela ressemble plus à une conduite d’eau éclatée. L’exoplanète perd sa masse 100 fois plus rapidement que la seule autre Neptune chaud connu; la GJ 436b. L’équipe estime que cette planète a déjà perdu plus d’un tiers de sa masse au cours de sa vie et qu’elle va probablement devenir une « Mini-Neptune » dans quelques milliards d’années.
« Je pense que c’est le premier cas où cela est si drastique en matière d’évolution planétaire », déclare Vincent Bourrier, chercheur principal de cette étude. « C’est l’un des exemples les plus extrêmes d’une planète qui subit une importante perte de sa masse au cours de son existence. Cette importante perte de sa masse a des conséquences majeures sur son évolution et a une incidence sur notre compréhension de l’origine et du destin de la population d’exoplanètes plus proches de leurs étoiles. »
Le fait que les deux seuls Neptunes connus soient rapidement dépouillés de leur atmosphère pourrait expliquer pourquoi cette classe de planètes est si rare. Les exoplanètes peuvent souvent commencer leur vie en tant que Jupiters chauds, puis passer brièvement par une phase de Neptune chaud au moment où elles perdent de la masse, puis passer en Mini-Neptunes et Super-Terres, qui sont également communes dans l’Univers.

Le télescope spatial James Webb pourra éventuellement aider

Néanmoins, un groupe d’étude composé de deux exoplanètes ayant ces caractéristiques n’est pas suffisant pour établir ce lien avec certitude. Malheureusement, la recherche de la signature UV de l’hydrogène peut ne pas fonctionner pour les exoplanètes situées à plus de 150 années-lumière de la Terre.
Il est donc possible qu’il ne reste pas beaucoup d’autres Neptunes chauds à trouver. Des projets à venir, tels que le télescope spatial James Webb, pourraient éventuellement permettre d’étendre les observations en recherchant plutôt la signature infrarouge de l’hélium.
Cette recherche a été publiée dans la revue Astronomy and Astrophysics.
Sources: Hubble, Johns Hopkins University