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Les premières observations de l’atmosphere d’une exoplanète par le téléscope spatial James Webb, publiées jeudi, ont permis de constater la présence de CO2 autour de WASP-39b. Cette première detection de ce composé chimique hors de notre système solaire confirme que le téléscope permettre de comprendre la planètes des planètes les plus lointaines.
L’humanité n’en avait jusqu’à present encore jamais détecté en dehors de notre système solaire. Du moins pas de manière certaine. Les observations du super-téléscope spatial James Webb (JWST) en ont apprôt, jeudi 25 août, la preuve définitive. Pour la première fois, du oxyde de carbone a pu être repéré dans l’atmosphère d’une exoplanète (c’est-àdire en dehors du système solaire).
L’œil géant du tout nouveau téléscope, launched on December 25, 2021, s’est tourné vers le proche voisinage de notre galaxie pour chercher des traces de CO2. Il en a trouvé autour de la planète WASP-39b qui se trouve à “seulement” quelques 700 light-years de la Terre. Ce n’est qu’à quelques pâtés de poussières d’étoile de chez nous comparé, par exemple, à la galaxy CEERS-93316 que l’instrument James Webb a detectée début août à plus de 13 milliards d’années-lumière de la Terra.
The premier tool capable of “seeing” le CO2 dans l’atmospher
“On se doutait qu’on finirait par trouver du CO2mais c’est toujours bien d’avoir la confirmation que le JWST allows us to effectively identify this important molecule in the atmosphere of an exoplanet”, affirms Hannah Wakeford, astrophysicienne at the University of Bristol, member of the équipe de recherche internationale qui a redégé les conclusions drawn de l’observation de WASP-39b, qui seront publié dans la revue Nature, le 29 août.
Le téléscope Hubble, predecessor of James Webb, avait déjà permis d’observer en 2008 ce qui ressemblait à du CO2 dans l’atmosphère d’une exoplanète, mais “ce n’était qu’un seul indice qui faisait penser à la présence du oxyde de carbone”, note Jérémy Leconte, astrophysicien à l’université de Bordeaux qui était, lui aussi, membre de l’équipe ayant effectue les observations de WASP-39b. “Là, quand on a vu les relevés transmis par JWST, il n’y avait aucun doute possible”, ajoute-t-il.
“On n’avait jusqu’à présent tout simply pas les outils pour détecter avec certitude la présence de CO2“, explains Hannah Wakeford. The JWST is, in effect, the premier spatial observation instrument able to detect certain frequencies of waves in the infrared. “Every molecule absorbs light in a different way, which gives it a particular signature on the readings of the telescope,” details Jérémy Leconte.
Et ce n’est pas seulement la première fois que du CO2 est détectée dans l’atmosphère d’une exoplanet. C’est aussi la première confirmation de la présence de cette molecule sur une planète du type de WASP-39b, c’est-àdire une géante gazeuse similaire à Jupiter, toutes galaxies confondues… y compris notre système solaire. Il n’a, en effet, jamais pu être prouvé qu’il y en avait sur Jupiter ou Saturne.
Le CO2un “mauvais indicatore de présence de vie dans l’espace”
Vu de Terre, cette découverte de oxyde de carbone sur WASP-39b pourrait facilement faire naitre des fantasmes de présence de vie. C’est parce que sur notre planète, les émissions de CO2 dans l’atmosphère proviennent generally du vivant. Elles peuvent être produites lors de la décomposition de la matière organique ou bien sourcer de la respiration animale.
Mais que les chasseurs d’extra-terrestre rangent leur filet à petits hommes verts. “The presence of CO2 dans l’atmosphère d’une planète est, en fait, un très mauvais indicatore de présence de vie”, affirms Hannah Wakeford. L’atmosphère de Vénus, par exemple, est saturée de dioxyde de carbone alors qu’il s’agit d ‘une planète particulier hostile à toute forme de vie, ne serait-ce qu’à cause de la temperature très élevé en surface (plus de 400 °C).
WASP-39b also knows extreme temperatures, around 900 °C, in its atmosphere. D’où vient alors le CO2 ? “C’est le résultat d’une réaction chimique lorsqu’on mélange du carbone, de l’hydrogen et de l’hélium – autant d’éléments présent dans l’atmosphère de cette exoplanète – à de très fortes températures”, emphasizes Jérémy Leconte.
Le Saint-Grail pour les archéologues de l’espace
La detection du CO2 n’en demeure pas moins essentielle pour les astrophysiciens car “c’est un très bon indicatore pour comprendre l’histoire d’une planète”, notes Hannah Wakeford. The presence of this molecule provides, tout d’abord, “un indice sérieux que la planète dispose d’une atmosphere”, ce qui est loin d’être le cas pour toutes les planètes de l’Univers (dans notre propre système solaire, Mercure n’a pas d’atmosphère). Et l’atmosphère garde les traces chimiques de toute l’histoire de la planete.
Ainsi, les données transmitted by JWST sur l’atmosphère de WASP-39b – et notably la concentration en CO2 – permettent déjà de faire un premier constat : cette planete vient d’ailleurs. En effet, elle se trouve actuellement très près de son étoile – assez similaire à notre soleil, d’après les experts interrogés – et “il est physically impossible qu’en restant à cet endroit, elle a pu amasser autant de CO2 et d’oxygen dans son atmosphère”, assures Hannah Wakeford. Pour elle, il n’y a pas 1001 possibilités : WASP-39b a “récupéré des éléments de CO2 et d’oxygen en se déplaçant depuis son lieu de formation à sa position actuelle”. Reste maintenant à savoir d’où elle vient.
Ces premières observations par le JWST de l’atmosphère d’une exoplanète ont permis de confirmer “qu’il est realtement possible de réalises ce genre de détection et de trouver des molécules comme le CO2“, s’enthusiasm Jérémy Leconte. À cet égard, cet appareil est bel et bien, pour Hannah Wakeford, le tant espéré Saint-Graal de l’archéologie spatiale. Avec une approche très “terra-centrée”, puisque le but sera avec JWST de multiplier les chantiers sur des dizaines et centaines d’exoplanètes pour comprendre leurs formations et, au final, savoir à quel point notre Terre est unique dans l’Univers.
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