Le télescope spatial Spitzer de la NASA a pour la première fois capturé la lumière de deux planètes connues en orbite autour d'étoiles autres que notre Soleil. Les résultats marquent le début d'une nouvelle ère de la science planétaire, dans laquelle les planètes «extrasolaires» peuvent être directement mesurées et comparées.
"Spitzer nous a fourni un nouvel outil puissant pour en savoir plus sur les températures, les atmosphères et les orbites des planètes à des centaines d'années-lumière de la Terre", a déclaré le Dr Drake Deming du Goddard Space Flight Center de la NASA, Greenbelt, Maryland, auteur principal de une nouvelle étude sur l'une des planètes.
"C'est fantastique", a déclaré le Dr David Charbonneau du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, Mass., Auteur principal d'une étude distincte sur une autre planète. "Nous recherchons cette lumière depuis près de 10 ans, depuis la découverte des planètes extrasolaires." Le document Deming paraît aujourd'hui dans la publication en ligne de Nature; l'article de Charbonneau sera publié dans un prochain numéro de l'Astrophysical Journal.
Jusqu'à présent, toutes les planètes extrasolaires confirmées, y compris les deux récemment observées par Spitzer, ont été découvertes indirectement, principalement par la technique du «wobble» et plus récemment, la technique du «transit». Dans la première méthode, une planète est détectée par le remorqueur gravitationnel qu'elle exerce sur son étoile parente, ce qui fait vaciller l'étoile. Dans le second, la présence d'une planète est déduite lorsqu'elle passe devant son étoile, ce qui fait que l'étoile s'assombrit ou clignote. Les deux stratégies utilisent des télescopes à lumière visible et révèlent indirectement la masse et la taille des planètes, respectivement.
Dans les nouvelles études, Spitzer a directement observé les lueurs infrarouges chaudes de deux planètes "Jupiter chaudes" précédemment détectées, désignées HD 209458b et TrES-1. Les Jupiters chauds sont des géantes gazeuses extrasolaires qui se rapprochent étroitement de leurs étoiles parentes. De leurs orbites grillées, ils absorbent la lumière des étoiles et brillent brillamment dans les longueurs d'onde infrarouges.
Pour distinguer cette lueur de la planète de celle des étoiles chaudes ardentes, les astronomes ont utilisé une astuce simple. Tout d'abord, ils ont utilisé Spitzer pour collecter la lumière infrarouge totale des étoiles et des planètes. Ensuite, lorsque les planètes ont plongé derrière les étoiles dans le cadre de leur orbite régulière, les astronomes ont mesuré la lumière infrarouge provenant uniquement des étoiles. Cela a déterminé exactement combien de lumière infrarouge appartenait aux planètes. "Dans la lumière visible, l'éclat de l'étoile submerge complètement l'éclat de la lumière réfléchie par la planète", a déclaré Charbonneau. "Dans l'infrarouge, le contraste étoile-planète est plus favorable car la planète émet sa propre lumière."
Les données de Spitzer ont indiqué aux astronomes que les deux planètes font au moins 1 000 degrés Kelvin (727 degrés Celsius, 1340 degrés Fahrenheit). Ces mesures confirment que les Jupiters chauds sont bien chauds. Les prochaines observations de Spitzer utilisant une gamme de longueurs d'onde infrarouges devraient fournir plus d'informations sur les vents des planètes et les compositions atmosphériques.
Les découvertes ont également réveillé un mystère que certains astronomes avaient posé. La planète HD 209458b est inhabituellement gonflée ou grande pour sa masse, ce que certains scientifiques pensaient être le résultat de l'attraction gravitationnelle d'une planète invisible. Si cette théorie avait été correcte, le HD 209458b aurait une orbite non circulaire. Spitzer a découvert que la planète suit en fait une trajectoire circulaire. "Nous sommes de retour à la case départ", a déclaré le Dr Sara Seager, Carnegie Institution de Washington, Washington, co-auteur du document Deming. "Pour nous théoriciens, c'est amusant."
Spitzer est idéalement adapté pour étudier des planètes extrasolaires connues pour transiter ou traverser des étoiles de la taille de notre Soleil jusqu'à des distances de 500 années-lumière. Sur les sept planètes en transit connues, seules les deux mentionnées ici répondent à ces critères. Au fur et à mesure que l'on en découvrira plus, Spitzer pourra collecter sa lumière - un bonus pour l'observatoire, étant donné qu'il n'a pas été initialement conçu pour voir des planètes extrasolaires. Le futur coronographe de la NASA Terrestrial Planet Finder, dont le lancement est prévu en 2016, sera capable d'imager directement des planètes extrasolaires aussi petites que la Terre.
Peu de temps après sa découverte en 1999, le HD 209458b est devenu la première planète détectée par la méthode du transit. Ce résultat est venu de deux équipes, une dirigée par Charbonneau. TrES-1 a été trouvé via la méthode de transit en 2004 dans le cadre du Trans-Atlantic Exoplanet Survey financé par la NASA, un programme de télescope au sol établi en partie par Charbonneau.
Source d'origine: communiqué de presse NASA / JPL
