Une éruption stellaire souffle l'atmosphère d'une exoplanète

Vue d'artiste de l'exoplanète HD189733b perdant son atmosphère. Crédit : Nasa/ESA/Ciel et Espace Photos

Une équipe d'astronomes français a observé pour la première fois comment une éruption survenue à la surface d'une étoile pouvait expulser dans l'espace l'atmosphère d'une planète.

Ladite exoplanète, HD189733b, est une planète géante gazeuse d'une masse de à peine plus élevée que celle de Jupiter, située à 63 années-lumière dans la constellation du Petit Renard.

Elle accomplit sa révolution en 2,2 jours autour d'une étoile plus froide que le Soleil dont elle n'est séparée que par 4,5 millions de kilomètres. Soumise au rayonnement de l'astre, la surface de la planète est chauffée à plus de 1000°C.

Une éruption surprise
En septembre 2011, lors d'une observation menée avec le télescope spatial Hubble, l'équipe d'Alain Lecavelier, de l’IAP (Institut d'astrophysique de Paris), a découvert que l'atmosphère d’HD189733b s'échappait en grande quantité dans l'espace. La raison ? Une éruption survenue à la surface de l'étoile et qui avait été détectée quasi simultanément en rayons X par le satellite Swift.

La vidéo ci-dessous illustre le phénomène.

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Une atmosphère planétaire à explorer

HD189733b présente la particularité de passer tous les 2,2 jours devant son étoile. Une aubaine pour les astronomes : ils peuvent alors étudier la lumière de l'étoile partiellement filtrée par l'atmosphère planétaire et ainsi révéler la composition de cette atmosphère. Exactement comme c'était le cas lors du dernier passage de Vénus devant le Soleil.

Depuis 2005, grâce au télescope spatial Hubble, des astronomes ont commencé à sonder l'atmosphère de HD189733b et à en révéler quelques composants, dont la vapeur d'eau.

Une exoplanète proche
HD189733b présente surtout l'avantage d'être relativement proche du Système solaire, donc assez facile à observer. Elle est même plus proche que HD209458b, située à 154 années-lumière et sur laquelle les astronomes avaient découvert un étrange phénomène : son atmosphère s'évapore dans l'espace !

L'enquête d'une équipe française
Sous la houlette d'Alain Lecavelier, qui avait déjà découvert l'évaporation de HD209458b, une équipe de l’IAP a voulu savoir si le même phénomène affectait HD189733b. Pour cela, ils ont observé avec le télescope spatial Hubble. Avant la dernière réparation du télescope Hubble, survenue en 2009, des mesures faites dans l'ultraviolet suggéraient déjà suggéré que l'atmosphère de la planète s'échappait dans l'espace. Mais il fallait le confirmer.

"En avril 2010, nous avons suivi deux transits devant l'étoile, raconte Alain Lecavelier. Mais nous n'avons rien vu ! Cela signifiait soit que les observations précédentes avaient été mal interprétées, soit que le phénomène était variable dans le temps. Nous avons donc observé à nouveau en septembre 2011 et cette fois, nous avons vu sans ambiguïté que l'atmosphère s'échappait."

Première météo exoplanétaire
Les astronomes ont immédiatement fait le lien avec un autre phénomène survenu peu de temps auparavant : "Huit heures avant le transit de la planète, il y a eu une éruption de l'étoile, précise Alain Lecavelier. C'est même l'éruption la plus forte observée sur cette étoile avec le satellite Swift".

Conséquence : l'hydrogène de la haute atmosphère de HD189733b a été chauffée par un apport d'énergie puis accéléré de 140 à 220 km/s par les protons éjectés par l'étoile. La perte de masse enregistrée est de l'ordre de 1000 à 10000 tonnes d'hydrogène par seconde. Soit le même taux que pour HD209458b. Même si cela semble énorme, à ce rythme pendant des milliards d'années, cela ne suffirait pas pour dépouiller la planète de toute son atmosphère.

La vidéo ci-dessous, tirée des données acquises lors des observations, montre le phénomène sous plusieurs angles.

Vidéo aimablement fournie par Alain Lecavelier (IAP).

"Cette observation est importante à plus d'un titre, ajoute Alain Lecavelier. D'abord, elle confirme le phénomène d'évaporation ; HD189733b n'est que le deuxième cas découvert et il nous permet de valider nos modèles développés depuis 10 ans. Ensuite, elle montre pour la première fois une variabilité dans le phénomène. C'est de la météo exoplanétaire."

Petite précision : un tel phénomène ne concerne que des planètes très proches de leur étoile. La Terre, par exemple, située à 150 millions de km du Soleil, ne risque rien en cas de grosse éruption.

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