Une exoplanète proche contient des traces de sulfure d’hydrogène, selon les données de Webb

Une exoplanète tristement célèbre pour son climat meurtrier cache une autre caractéristique étrange : elle pue les œufs pourris, selon une nouvelle étude de l’Université Johns Hopkins basée sur les données du télescope spatial James Webb.

L’atmosphère de HD 189733 b, une géante gazeuse de la taille de Jupiter, contient des traces de sulfure d’hydrogène, une molécule qui non seulement dégage une odeur nauséabonde, mais offre également aux scientifiques de nouveaux indices sur la façon dont le soufre, un élément constitutif des planètes, pourrait influencer l’intérieur et l’atmosphère des mondes gazeux au-delà du système solaire.

Les résultats sont publiés dans Nature.

« Le sulfure d’hydrogène est une molécule majeure dont nous ignorions l’existence. Nous avions prédit sa présence et nous savons qu’elle se trouve dans Jupiter, mais nous ne l’avions pas réellement détectée en dehors du système solaire », a déclaré Guangwei Fu, astrophysicien à Johns Hopkins qui a dirigé la recherche.

« Nous ne cherchons pas la vie sur cette planète parce qu’il y fait beaucoup trop chaud, mais la découverte de sulfure d’hydrogène est un tremplin pour trouver cette molécule sur d’autres planètes et mieux comprendre comment se forment les différents types de planètes. »

En plus de détecter le sulfure d’hydrogène et de mesurer la teneur globale en soufre dans l’atmosphère de HD 189733 b, l’équipe de Fu a mesuré avec précision les principales sources d’oxygène et de carbone de la planète : l’eau, le dioxyde de carbone et le monoxyde de carbone.

« Le soufre est un élément essentiel à la construction de molécules plus complexes et, comme le carbone, l’azote, l’oxygène et le phosphate, les scientifiques doivent l’étudier davantage pour comprendre pleinement comment les planètes sont constituées et de quoi elles sont faites », a déclaré Fu.

À seulement 64 années-lumière de la Terre, HD 189733 b est le « Jupiter chaud » le plus proche que les astronomes puissent observer passer devant son étoile, ce qui en fait une planète de référence pour les études détaillées des atmosphères exoplanétaires depuis sa découverte en 2005, a déclaré Fu.

La planète est environ 13 fois plus proche de son étoile que Mercure ne l’est du Soleil et ne met que deux jours terrestres pour effectuer une orbite complète. Elle connaît des températures caniculaires de 1 700 degrés Fahrenheit et est connue pour ses conditions météorologiques difficiles, notamment des pluies de verre qui volent latéralement avec des vents de 5 000 miles par heure.

Comme il l’a fait en détectant de l’eau, du dioxyde de carbone, du méthane et d’autres molécules critiques dans d’autres exoplanètes, Webb offre aux scientifiques un autre nouvel outil pour suivre le sulfure d’hydrogène et mesurer le soufre dans les planètes gazeuses en dehors du système solaire.

« Imaginons que nous étudions 100 autres Jupiters chauds et qu’ils soient tous enrichis en soufre. Qu’est-ce que cela signifie sur la façon dont ils sont nés et sur la façon dont ils se forment différemment par rapport à notre propre Jupiter ? » a demandé Fu.

Les nouvelles données ont également exclu la présence de méthane dans HD 189733 b avec une précision sans précédent et des observations en longueur d’onde infrarouge du télescope Webb, contredisant les affirmations précédentes sur l’abondance de cette molécule dans l’atmosphère.

« Nous pensions que cette planète était trop chaude pour avoir de fortes concentrations de méthane, et maintenant nous savons que ce n’est pas le cas », a déclaré Fu.

L’équipe a également mesuré les niveaux de métaux lourds comme ceux de Jupiter, une découverte qui pourrait aider les scientifiques à répondre aux questions sur la corrélation entre la métallicité d’une planète et sa masse, a déclaré Fu.

Les planètes géantes glacées moins massives comme Neptune et Uranus contiennent plus de métaux que celles que l’on trouve dans les géantes gazeuses comme Jupiter et Saturne, les plus grosses planètes du système solaire. Les métallicités plus élevées suggèrent que Neptune et Uranus ont accumulé plus de glace, de roche et d’autres éléments lourds par rapport aux gaz comme l’hydrogène et l’hélium au cours des premières périodes de formation. Les scientifiques vérifient si cette corrélation est également vraie pour les exoplanètes, a déclaré Fu.

« Cette planète de la masse de Jupiter est très proche de la Terre et a été très bien étudiée. Nous disposons désormais de cette nouvelle mesure qui montre que les concentrations de métaux qu’elle contient constituent un point d’ancrage très important pour cette étude sur la façon dont la composition d’une planète varie en fonction de sa masse et de son rayon », a déclaré Fu.

« Ces résultats confirment notre compréhension de la manière dont les planètes se forment en créant davantage de matière solide après la formation initiale du noyau, puis sont naturellement enrichies de métaux lourds. »

Dans les mois à venir, l’équipe de Fu prévoit de suivre le soufre dans davantage d’exoplanètes et de déterminer comment des niveaux élevés de ce composé pourraient influencer la proximité de leur formation par rapport à leurs étoiles mères.

« Nous voulons savoir comment ces types de planètes sont arrivées là, et comprendre leur composition atmosphérique nous aidera à répondre à cette question », a déclaré Fu.