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Les variations météorologiques existent aussi sur certaines exoplanètes

Communiqué publié le 28 juin

par assistant com’ - 28 juin 2012 ( maj : 20 septembre 2012 )

Une équipe internationale de l’Institut d’astrophysique de Paris (CNRS/UPMC) et de l’IPAG [1] (CNRS/UJF) a détecté des variations d’ordre météorologique dans l’atmosphère d’une planète n’appartenant pas au système solaire, ou exoplanète. Les astrophysiciens ont fait cette découverte en observant l’exoplanète HD 189733b avec le télescope spatial Hubble. Ces travaux pourraient élargir le champ d’étude des sciences du climat et de la météorologie, qui se « limitent » aujourd’hui à l’étude de la météo des planètes du Système solaire, et mener à une nouvelle sous-discipline : l’exo-météorologie. Ils sont publiés dans la revue Astronomy & Astrophysics Letters du 28 juin 2012.

Située à 63 années-lumière (soit 600 000 milliards de km) de la Terre, HD 189733b est une planète gazeuse géante dotée d’une atmosphère brumeuse à base de gaz hydrogène (H2). Très proche de son étoile (1/30e de la distance Terre-Soleil), sa haute atmosphère reçoit une énergie colossale sous la forme de rayonnements ultraviolets et de rayons X.

Initialement, les chercheurs ont observé cet astre afin de confirmer un premier résultat obtenu en 2003, avec Hubble, pour une autre exoplanète se trouvant dans un autre système planétaire, l’astre HD 209458b [2]. Ils avaient détecté que l’hydrogène constituant la plus haute couche de cette planète s’étalait en un panache gigantesque, prouvant que son atmosphère s’évapore dans l’espace.

Une éruption stellaire frappe un jupiter chaud
Cette vue d’artiste montre l’exoplanète HD189733b en transit devant son étoile. Le télescope Hubble a observé ce passage en septembre 2010 et en avril 2011. L’observation d’avril 2011 a eu lieu juste après une forte éruption stellaire (dépeinte sur l’image), qui a pu être observée par un autre télescope spatial, le télescope Swift, qui est sensible aux rayons X émis par ce type d’éruption. Lorsque la planète est passée devant son étoile juste après cette éruption, Hubble a pu mesurer qu’elle perdait son atmosphère à un taux supérieur à 1000 tonnes par seconde (Sur cette image, la surface de l’étoile est inspirée des observations du Soleil par la sonde Solar Dynamics Observatory.).
© NASA, ESA, L. Calçada

Les nouvelles observations en direction de HD 189733b confirment l’existence de ce phénomène sur cette autre exoplanète. Mais, surtout, elles montrent pour la première fois des variations météorologiques dans l’atmosphère d‘une exoplanète.

En pratique, les chercheurs ont observé HD 189733b à deux reprises. En avril 2010 ils n’ont rien décelé d’exceptionnel, mais en septembre 2011 ils ont aperçu un énorme nuage de gaz six fois plus étendu que la planète elle-même. Ceci montre qu’entre les deux dates, l’état de l’atmosphère a varié : les chercheurs ont observé un changement d’ordre météorologique sur HD 189733b.

Quelle est l’origine de ce changement ? Quel est le rôle de l’étoile et de son rayonnement sur la météo de la haute atmosphère ? Pour en savoir plus, trois nouvelles observations sont déjà programmées.

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Référence
Temporal variations in the evaporating atmosphere of the exoplanet HD189733b, A. Lecavelier des Etangs1, V. Bourrier1, P. Wheatley2, H. Dupuy1, D. Ehrenreich3, A. Vidal-Madjar1, G. Hebrard1, G. E. Ballester4, J.-M. Desert5, R. Ferlet1, D. K. Sing6, Astronomy & Astrophysics, 28 juin 2012.

1 Institut d’astrophysique de Paris, CNRS, UPMC, France,
2 Département de Physique, Université de Warwick, Royaume-Uni,
3 Institut de Planétologie et d’Astrophysique de Grenoble, UJF / CNRS,
4 Lunar and Planetary Laboratory, University of Arizona, USA,
5 Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, USA,
6 Groupe d’Astrophysique, School of Physics, University of Exeter, UK.

Contact
- David Ehrenreich
IPAG
david.ehrenreich@obs.ujf-grenoble.fr


[1L’IPAG est un laboratoire de l’Observatoire des Sciences de l’Univers de Grenoble (OSUG).

[2“An extended upper atmosphere around the extra-solar planet HD 209458b” ; A. Vidal-Madjar et co. ; Nature ; 13 March 2003.


       

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