Grâce au télescope spatial James Webb et à son instrument NIRISS (Near-InfraRed Imager and Slitless Spectrograph), une équipe d'astronomes de l'université de Montréal et de l'université de Genève a réalisé une observation sans précédent.
En surveillant l'exoplanète WASP-121b pendant une orbite complète, ils ont cartographié l'évasion de son atmosphère avec un niveau de détail jamais atteint, révélant une structure à double queue totalement inattendue.
Qu'est-ce qui rend WASP-121b si extrême ?
WASP-121b, située à environ 858 années-lumière, est classée comme un Jupiter ultra-chaud. Cette géante gazeuse orbite si près de son étoile qu'une année y dure à peine 30 heures. Le rayonnement stellaire chauffe son atmosphère et provoque l'évasion des gaz légers comme l'hydrogène et l'hélium dans l'espace.
Cette perte atmosphérique peut altérer la taille et la composition d'une planète sur des millions d'années. Jusqu'à présent, les observations se limitaient à de brefs transits, mais la surveillance continue du Webb a permis de suivre le phénomène sur une orbite complète pour la toute première fois.
Quelle est la nature de la double queue ?
L'analyse des données a révélé que le gaz d'hélium forme deux structures distinctes et gigantesques. La première est une queue arrière, poussée loin de l'étoile par le rayonnement et les vents stellaires, à la manière d'une comète. La seconde est une queue avant qui précède la planète dans son orbite, probablement sous l'effet de la gravité de l'étoile.
Ensemble, ces deux traînées s'étendent sur une distance équivalente à plus de 100 fois le diamètre de la planète, couvrant une zone trois fois plus grande que la distance entre WASP-121b et son étoile.
Auteur principal de l'étude publiée dans Nature Communications, Romain Allart déclare : " Nous avons été incroyablement surpris de voir combien de temps durait la fuite d'hélium. "
D'autres observations du Webb nécessaires
La structure double avec WASP-121b reste un mystère. Elle suggère une interaction complexe entre les forces gravitationnelles et les vents stellaires.
" Nous devons maintenant repenser la façon dont nous simulons la perte de masse atmosphérique, non plus comme un flux, mais avec une géométrie 3D qui interagit avec l'étoile ", affirme Romain Allart. " C’est crucial pour comprendre l’évolution des planètes et déterminer si les géantes gazeuses peuvent devenir de simples planètes rocheuses nues. "
De futures observations du télescope spatial James Webb seront nécessaires pour déterminer si la double queue est un cas unique ou un phénomène courant.
N.B. : Sources images (illustrations) : Benoit Gougeon, université de Montréal.