WASP-39b, exoplanète

Comment observe-t-on l’atmosphère d’une exoplanète ?

WASP-39b fait partie de ces exoplanètes dont l’orbite, par chance, est orientée de manière à passer exactement entre leur étoile et la Terre. On dit qu’elles transitent. Les planètes en transit fournissent aux chercheurs des occasions idéales de sonder les atmosphères. Lors d'un transit, une partie de la lumière de l’étoile se trouve complètement éclipsée par la planète, ce qui provoque un assombrissement général de l’ordre du pourcent pour une planète comme WASP-39b. En mesurant la luminosité de l’étoile WASP-39 pendant plusieurs heures, le JWST a pu mettre en évidence cette baisse de luminosité.

De plus, lors de ce transit, une petite partie de la lumière de l’étoile passe à travers l'atmosphère de la planète. Cette atmosphère filtre alors certaines couleurs plus que d'autres en fonction de facteurs tels que sa composition, son épaisseur et la présence ou non de nuages. Cet effet peut s’observer dans notre propre atmosphère, où la couleur et la qualité de la lumière du jour varient en fonction de la quantité de nuages ou de la position du Soleil dans le ciel. Dans le cas de l’observation du transit de WASP-39b par le JWST, on peut remarquer que la baisse maximale de luminosité, appelée profondeur du transit, change selon la couleur (identifiée par sa longueur d’onde) à laquelle on observe l’étoile WASP-39. C’est la preuve que cette exoplanète possède une atmosphère et qu’elle est plus opaque (c’est-à-dire qu’elle bloque davantage de lumière) à certaines longueurs d’onde, comme ici à 4,3 micromètres (μm).

Étant donné que les différents gaz absorbent certaines combinaisons de longueurs d’onde bien connues, les chercheurs peuvent analyser les petites différences de quantité de lumière bloquée (absorbée) par l’atmosphère à chaque longueur d'onde (couleur) pour déterminer exactement la composition de cette dernière (spectroscopie de transmission).