Hubble observe un cataclysme dans l'atmosphère de l'exoplanète HD 189733 b

Depuis des années, les astrophysiciens étudient l’atmosphère de l’exoplanète HD 189733 b. En avril 2011, Hubble a observé un énorme nuage de gaz, six fois plus étendu que la planète elle-même et qui s’était formé autour d'elle en réponse à une éruption stellaire, détectée en rayons X par le télescope Swift. On peut donc observer des variations météorologiques avec des exoplanètes !

L’exoplanète HD 189733 b a fait parler d’elle à plusieurs reprises. Elle a été l’objet de diverses campagnes d’études avec les télescopes Spitzer et Hubble. C’est une exoplanète de type Jupiter chaude en orbite autour d’une des étoiles d’un système binaire situé à environ 63 années-lumière de la Terre. L’étoile HD 189733 A a elle-même une masse de seulement 80 % de celle du Soleil avec un diamètre d’environ trois quarts de celui de notre étoile. Sa température est aussi plus basse et elle apparaîtrait légèrement plus rouge à la surface d’une exoterre qui serait en orbite autour de HD 189733 b.

Mais cela n’empêche pas que HD 189733 b soit un enfer car l’exoplanète boucle son orbite en seulement 53 heures autour de son étoile avec une distance à HD 189733 A qui est de 1/30 de celle entre le Soleil et la Terre. Même Mercure, la planète la plus proche du Soleil, est presque 10 fois plus éloignée. C’est pourquoi la température de l’atmosphère de HD 189733 b est approximativement de 1.000 °C. Mais avec sa masse 10 fois supérieure à celle de Jupiter et son atmosphère essentiellement composée d’hydrogène dans ses couches supérieures, elle nous apparaîtrait bleue si nous étions à bord d’un vaisseau spatial, comme celui du projet Daedalus, de passage dans ce système stellaire.

Il y a presque 10 ans, Hubble avait fourni des observations montrant que l’exoplanète Osiris, plus connue sous le nom de HD 209458 b, était en train de s’évaporer. Depuis, d’autres exoplanètes avaient été détectées subissant le même sort. On sait ainsi que 6 milliards de tonnes de gaz à la seconde s’échappent de l’exoplanète Wasp 12 b.

Un groupe de chercheurs français s’est proposé de déterminer si ce même processus se produisait dans le cas de HD 189733 b. Ils viennent de publier le résultat de leurs observations avec le télescope Hubble dans un article de Nature, disponible en accès libre sur arxiv.

Les premières tentatives en 2010 se sont soldé par un échec mais tout a changé en 2011. Il y a d’abord eu le satellite Swift qui observe le cosmos dans le domaine des rayons gamma pour percer les secrets des sursauts gamma, mais qui peut aussi détecter des phénomènes astrophysiques dans le domaine des rayons X et ultraviolets.

En avril 2011, Swift a donc détecté une forte éruption stellaire à la surface de HD 189733 A qui a multiplié par 4 sa luminosité dans le domaine des rayons X. Le flash ainsi produit a fortement élevé la température des couches supérieures de HD 189733 b, la faisant largement dépasser les 10.000 kelvins. Le résultat ne s’est guère fait attendre. Les observations de Hubble ont ensuite montré qu’un immense nuage d’hydrogène, de 6 fois la taille de HD 189733 b, s’était formé autour de l’exoplanète, qui perdait du gaz avec un taux de plus de 1.000 tonnes par seconde. La connexion entre les deux phénomènes semble probable mais d’autres observations sont nécessaires pour vérifier cette hypothèse, notamment avec le satellite X Nustar.

C’est la première fois que l’on observe une variation, dans le temps, de l’état de l’atmosphère d’une exoplanète. Quelle que soit l’explication exacte, il s'agit d'une grande première.