Webb trouve de la vapeur d’eau autour d’une exoplanète rocheuse

Alors qu’il étudiait une exoplanète rocheuse connue sous le nom de GJ 486 b, le télescope spatial James Webb de la NASA – utilisant son spectrographe proche infrarouge Webb (NIRSpec) – a détecté des signaux de vapeur d’eau. GJ 486 b est trop proche de son étoile pour être dans la zone habitable, avec une température de surface d’environ 800 degrés Fahrenheit (430 degrés Celsius).

Malgré sa chaleur extrême et sa proximité avec son étoile, la présence de vapeur d’eau laisserait penser qu’elle possède une atmosphère. Cependant, l’équipe prévient que la vapeur d’eau peut même ne pas provenir de la planète et être plutôt présente sur l’étoile, précisément dans les étoiles froides.

Sarah Moran de l’Université de l’Arizona à Tucson, auteur principal de l’étude, a déclaré : « Nous voyons un signal, et c’est presque certainement dû à l’eau. Mais nous ne pouvons pas encore dire si cette eau fait partie de l’atmosphère de la planète, ce qui signifie que la planète a une atmosphère, ou si nous voyons une signature d’eau provenant de l’étoile.

La planète GJ 486 b est environ 30 % plus grande que la Terre. Il est trois fois plus massif avec une gravité plus forte que la Terre. Il complète son orbite autour d’une étoile naine rouge en moins de 1,5 jour terrestre.

Du point de vue, GJ 486 b transite son étoile, passant devant elle. S’il a une atmosphère, la lumière des étoiles traversera ces gaz lorsqu’elle passera devant elle pendant le transit, laissant des empreintes digitales dans la lumière qui permettraient aux astronomes de déterminer sa composition à l’aide d’une méthode connue sous le nom de spectroscopie de transmission.

L’équipe a observé deux transits, chacun durant près d’une heure. Ils ont ensuite examiné les données obtenues à l’aide de trois techniques distinctes. Les trois ensembles de résultats présentent un spectre essentiellement plat avec un pic intrigant aux longueurs d’onde infrarouges les plus courtes. Les scientifiques ont utilisé des simulations informatiques pour étudier une variété de molécules et ont conclu que la source la plus probable du signal était la vapeur d’eau.

Bien que la vapeur d’eau puisse suggérer que GJ 486 b possède une atmosphère, la vapeur d’eau de l’étoile est également une explication probable. Étonnamment, de la vapeur d’eau peut parfois être trouvée dans les taches solaires sur notre propre Soleil car elles sont extrêmement froides par rapport à la surface environnante de l’étoile. Parce que l’étoile hôte de GJ 486 b est beaucoup plus détendue que le Soleil, ses taches stellaires condenseraient encore plus de vapeur d’eau. Il pourrait donc fournir un signal qui ressemble à une atmosphère planétaire.

Ryan MacDonald de l’Université du Michigan à Ann Arbor, l’un des co-auteurs de l’étude, a déclaré : “Nous n’avons observé aucune preuve que la planète traversait des points stellaires pendant les transits. Mais cela ne signifie pas qu’il n’y a pas de taches ailleurs sur l’étoile. Et c’est exactement le scénario physique qui imprimerait ce signal d’eau dans les données et pourrait finir par ressembler à une atmosphère planétaire.

Les scientifiques ont noté, «Les futures observations de Webb pourraient éclairer davantage ce système. Un prochain programme Webb utilisera le Mid-Infrared Instrument (MIRI) pour observer le côté jour de la planète. Si la planète n’a pas d’atmosphère ou seulement une atmosphère mince, alors la partie la plus chaude du côté jour devrait être directement sous l’étoile. Cependant, si le point le plus chaud est déplacé, cela indiquerait une atmosphère qui peut faire circuler la chaleur.

“En fin de compte, des observations à des longueurs d’onde infrarouges plus courtes par un autre instrument Webb, l’imageur dans le proche infrarouge et le spectrographe sans fente (NIRISS), seront nécessaires pour différencier l’atmosphère planétaire et les scénarios de points stellaires.”

Stevenson a dit, “Il s’agit de joindre plusieurs instruments ensemble qui détermineront si oui ou non cette planète a une atmosphère.”

Référence de la revue :

1. Sarah Moran, Kevin Stevenson, et al. Marée haute ou marée montante sur le rivage cosmique ? Une atmosphère riche en eau ou une contamination stellaire pour la Super-Terre chaude GJ 486b d’après JWST Observations. Les lettres du journal astrophysique . Préimpression.