Comment les astronomes ont utilisé James Webb pour détecter du méthane dans l’atmosphère d’une exoplanète
L’une des capacités étonnantes du télescope spatial James Webb n’est pas seulement de détecter la présence de planètes lointaines, mais également de pouvoir scruter leur atmosphère pour voir de quoi elles sont composées. Avec les télescopes précédents, cela était extrêmement difficile à réaliser car ils ne disposaient pas des instruments puissants nécessaires à ce type d'analyse, mais les scientifiques utilisant Webb ont récemment annoncé avoir effectué une détection rare de méthane dans l'atmosphère d'une exoplanète.
Les scientifiques ont étudié la planète WASP-80 b à l'aide de l'instrument NIRCam de Webb, mieux connu sous le nom de caméra, mais doté également d'un mode de spectroscopie sans fente qui lui permet de diviser la lumière entrante en différentes longueurs d'onde. En examinant quelles longueurs d’onde manquent parce qu’elles ont été absorbées par la cible, les chercheurs peuvent déterminer de quoi est composé un objet – dans ce cas, une atmosphère planétaire.
Même avec les instruments sensibles de Webb, il reste difficile de détecter une exoplanète. En effet, les planètes sont beaucoup plus petites et plus sombres que les étoiles, ce qui les rend presque impossibles à observer directement. Au lieu de cela, les chercheurs les détectent souvent en observant les étoiles autour desquelles elles gravitent, en utilisant des techniques telles que la méthode de transit qui mesure la baisse de luminosité d'une étoile qui se produit lorsqu'une planète se déplace devant elle.
"En utilisant la méthode de transit, nous avons observé le système lorsque la planète se déplaçait devant son étoile de notre point de vue, provoquant une légère diminution de la lumière des étoiles que nous voyons", a expliqué l'un des auteurs de l'étude, Luis Welbanks de l'Arizona State University, dans un article. déclaration . « C'est un peu comme quand quelqu'un passe devant une lampe et que la lumière diminue. Pendant ce temps, un mince anneau de l'atmosphère de la planète autour de la frontière jour/nuit de la planète est éclairé par l'étoile, et à certaines couleurs de lumière où les molécules de l'atmosphère de la planète absorbent la lumière, l'atmosphère semble plus épaisse et bloque davantage la lumière des étoiles. provoquant une gradation plus profonde par rapport (aux) autres longueurs d'onde où l'atmosphère apparaît transparente. Cette méthode aide les scientifiques comme nous à comprendre de quoi est composée l’atmosphère de la planète en voyant quelles couleurs de lumière sont bloquées.
Lorsque les auteurs ont utilisé cette méthode sur WASP-80b, ils ont trouvé des traces d'eau et de méthane dans l'atmosphère de la planète. Les planètes de notre système solaire, comme Jupiter et Saturne, contiennent également du méthane dans leur atmosphère, mais cette planète est beaucoup plus chaude, avec une température supérieure à 1 000 degrés Fahrenheit. Trouver du méthane sur une planète de ce type, appelée Jupiter chaud, est passionnant car cela peut aider les scientifiques à en apprendre davantage sur les atmosphères planétaires et aussi parce que bien qu'il soit couramment trouvé dans les atmosphères planétaires de notre système solaire, il est rarement détecté dans les atmosphères des exoplanètes.
Cela pourrait également être pertinent pour la chasse à la vie au-delà de notre planète. "Non seulement le méthane est un gaz important pour tracer la composition atmosphérique et la chimie des planètes géantes, mais il est également supposé être, en combinaison avec l'oxygène, une signature possible de la biologie", a déclaré Wellbanks. "L'un des principaux objectifs de l' Observatoire des mondes habitables , la prochaine mission phare de la NASA après JWST et Roman, est de rechercher des gaz comme l'oxygène et le méthane dans des planètes semblables à la Terre autour d'étoiles semblables au Soleil."
La recherche est publiée dans la revue Nature .