MacroCosmos juillet-août 2025

JUILLET-AOÛT 2025 U n spectre de transmission capturé par le télescope spatial Webb révèle la présence d’eau (H ₂ O) et la présence possible de dioxyde de soufre (SO ₂ ) et de monoxyde de carbone (CO), mais pas de dioxyde de carbone (CO ₂ ) ni de méthane (CH 4 ), dans l’atmosphère du sous-Neptune chaud TOI-421 b. Ces observations corroborent l’hypothèse selon laquelle ces planètes chaudes (TOI-421 b a une température d’environ 700 °C) possèdent une atmo- sphère claire, dégagée de nuages et de brume. Le spectre a été créé en mesurant l’atténuation apparente de différentes longueurs d’onde (couleurs) de la lumière des étoiles lors du passage de la planète devant son étoile. Durant ce temps, certaines longueurs d’onde de la lumière stellaire traversent l’atmosphère de la planète, tandis que d’autres sont partiellement bloquées. Puisque chaque molécule absorbe une combinaison unique de longueurs d’onde, le spectre de transmission permet d’identifier les gaz présents dans l’atmosphère. Ce spectre a été créé en combinant les données acquises en 2023 par les instruments NIRISS et NIRSpec de Webb. [NASA, ESA, CSA, Joseph Olmsted (STScI)] ! primaires. « Pour de nombreux au- tres sous-Neptunes observés aupara- vant, nous savons que leurs atmo- sphères sont constituées de quelque chose, mais elles sont masquées par la brume. » L’équipe a trouvé de la vapeur d’eau dans l’atmosphère de la planète, ainsi que des traces de monoxyde de carbone et de dioxyde de soufre. Cependant, aucune autre molécule possible, comme le méthane et le di- oxyde de carbone, n’a été détectée. Ces données permettent également de déduire la présence d’une grande quantité d’hydrogène dans l’atmo- sphère de TOI-421 b. L’atmosphère légère d’hydrogène a été la grande surprise des chercheurs. « Nous avions récemment envisagé l’hypothèse que les premières sous- Neptunes observées par Webb au- raient des atmosphères riches en molécules lourdes, ce qui correspon- dait à nos attentes, mais nous avons ensuite constaté le contraire » , a dé- claré Kempton. Cela suggère que TOI-421 b pourrait s’être formée et avoir évolué différemment des sous- Neptunes plus froides observées pré- cédemment. L’atmosphère dominée par l’hydro- gène est aussi intéressante, car elle reproduit la composition de l’étoile mère de TOI-421 b. « Si nous pre- nions le même gaz qui a formé l’étoile mère, le déposions sur l’at- mosphère d’une planète, le soumet- tant à la température beaucoup plus froide de cette planète, nous obtiendrions la même combinaison de gaz. Ce processus est davantage conforme aux planètes géantes de notre système solaire et diffère des autres sous-Neptunes observées jus- qu’à présent par Webb » , a déclaré Kempton. En plus d’être plus chaude que les au- tres sous-Neptunes précédemment observés, TOI-421 b orbite autour d’une étoile semblable au Soleil. La plupart des autres sous-Neptunes observées jusqu’à présent orbitent autour de naines rouges. TOI-421 b est-elle un exemple ty- pique de sous-Neptunes chaudes en orbite autour d’étoiles pareils au So- leil, ou reflète-t-elle simplement la grande diversité des exoplanètes ? Pour le savoir, les chercheurs souhai- tent observer plus de sous-Neptunes chaudes afin de déterminer s’il s’agit d’un cas unique ou d’une tendance plus large. Ils espèrent ainsi mieux comprendre la formation et l’évolu- tion de ces exoplanètes courantes. « Nous avons ouvert une nouvelle voie pour observer ces sous-Nep- tunes » , a conclu Davenport. « Ces planètes chaudes se prêtent parfaite- ment à la caractérisation. Donc, en observant des sous-Neptunes de cette température, nous avons de meilleures chances d’accélérer notre compréhension de leur existence. »