Des astronomes ont cartographié pour la première fois la forme atmosphérique asymétrique de l’exoplanète WASP-17b, située à environ 1 300 années-lumière de la Terre. Grâce au télescope spatial James Webb, une équipe internationale a révélé que les vents puissants et la chaleur intense étirent l’atmosphère de ce Jupiter chaud de manière inégale.

Les représentations classiques des exoplanètes lointaines ont longtemps montré des contours parfaitement circulaires et uniformes. Or, de nouvelles observations démontrent que les enveloppes gazeuses de certains mondes extrêmes possèdent des formes nettement plus complexes. À l’aide du télescope spatial James Webb de la NASA, les chercheurs ont découvert que l’atmosphère de la planète géante WASP-17b s’étend beaucoup plus loin d’un côté que de l’autre.

Cette étude, publiée dans la revue Nature Astronomy, a été menée conjointement par l’Université Cornell aux États-Unis et l’Université de Bristol au Royaume-Uni. Elle s’inscrit dans le programme d’observations garanties du télescope, baptisé TST DREAMS. Loin d’être un simple exercice abstrait, cette découverte concrétise des années de modélisation mathématique.

Une asymétrie confirmée sur WASP-17b

Située à environ 1 300 années-lumière de la Terre, WASP-17b appartient à la catégorie des planètes dites « Jupiters chauds ». Ces géantes gazeuses orbitent à très grande proximité de leur étoile hôte, subissant des températures extrêmes. Les scientifiques ont constaté que l’enveloppe gazeuse de la planète présente un renflement remarquable sur son côté vespéral.

Photo : knowridge.com

La découverte valide des prévisions théoriques de longue date concernant la dynamique thermique de ces mondes. Les flux atmosphériques transportent continuellement l’énergie de la face perpétuellement éclairée vers la face plongée dans l’obscurité. C’est ce déplacement massif de gaz brûlants qui provoque une expansion visible sur le flanc du soir de la planète.

« C’est la preuve empirique que les planètes sont bel et bien des objets en 3D, et que de manière constante, lorsqu’elles tournent autour de leur étoile, ce que nous prédisons doit se produire se produit effectivement. Passer de simples exercices informatiques à une observation bien réelle est tout autre chose », a déclaré Lili Alderson selon The Debrief.

La technique novatrice des chaînes de transmission

Pour percer les secrets de cette morphologie inédite, l’équipe a développé une méthode d’analyse novatrice baptisée « chaînes de transmission », ou cartographie de transit. Jusqu’à présent, les astronomes utilisaient l’imagerie par éclipse ou fusionnaient les mesures lumineuses de l’ensemble du limbe atmosphérique en un signal moyen unique. Cette nouvelle approche sépare les données provenant de différentes régions pour scruter le contour externe de l’exoplanète avec une précision sans précédent.

La technique exploite la lumière stellaire qui filtre à travers les franges de l’atmosphère lorsque la planète passe devant son étoile. L’analyse minutieuse de cette lumière à différents angles permet d’isoler des variations locales de distance entre le centre de la planète et le bord de son enveloppe gazeuse.

« Plutôt que de supposer que votre atmosphère est un cercle doté du même rayon dans toutes les directions, notre technique vous permet d’extraire différentes distances allant du centre jusqu’au bord de la planète », a expliqué Lili Alderson d’après Sciencedaily.

Dynamique atmosphérique et perspectives d’avenir

Les chercheurs soulignent que cette approche méthodologique ouvre la voie à l’étude détaillée de milliers d’autres exoplanètes confirmées. En distinguant les conditions selon les latitudes et entre les hémisphères diurnes et nocturnes, la communauté astronomique espère affiner sa compréhension des régimes climatiques extraterrestres.

« Les planètes ont du tempérament, leurs atmosphères sont complexes et chaotiques. Le fait que tous ces chiffres se soient recoupés pour nous offrir cette image hautement structurée et dynamique de ce monde géant situé à plus de 1 000 années-lumière était tout simplement extrêmement enthousiasmant », a affirmé Hannah Wakeford via Sciencedaily.

Le financement de ces travaux a réuni des contributions de la NASA, du Conseil de la recherche scientifique et technique du Royaume-Uni ainsi que de la bourse Klarman. L’article détaillé décrivant ces avancées a été publié dans la revue Nature Astronomy.