Scruter l'univers équivaut parfois à feuilleter un album de photos de famille. C'est ce qu'a fait une équipe internationale des chercheurs, comprenant des astronomes québécois. Avec une technologie inédite, ils ont remonté le temps, en observant une jeune cousine de Jupiter, notre géante gazeuse.
Un texte de Marianne Desautels-Marissal
La planète 51 Eridani b a beau être la plus petite exoplanète visible, elle est tout de même deux fois plus massive que Jupiter. Elle est aussi toute jeune, avec seulement 20 millions d'anniversaires. Elle est née au moment où, sur la Terre, la période glaciaire qui allait former l'Antarctique s'installait, quelque 45 millions d'années après l'extinction des dinosaures.
Les jeunes planètes sont un peu comme des enfants : elles débordent d'énergie. C'est ce qui les rend faciles à distinguer parmi une foule de corps célestes vieillissants.
Comme elles viennent à peine d'être formées, elles sont encore chaudes. Elles rayonnement ainsi dans l'infrarouge pour leurs admirateurs, pendant environ 100 millions d'années.
Le mercure de notre géante gazeuse juvénile indiquerait 400 degrés Celsius, contre des températures oscillant entre -108 et -160 degrés sur sa cousine plus âgée. 51 Eridani b est néanmoins l'exoplanète géante la moins massive et la plus froide connue à ce jour.
C'est avec l'instrument Gemini Planet Imager (GPI), sur le télescope Gemini Sud au Chili, qu'on a découvert 51 Eridani b. Le GPI est particulier, car il détecte les exoplanètes en captant directement leur brillance.
Comme 51 Eridani b est environ un million de fois moins brillante que l'étoile autour de laquelle elle gravite, les scientifiques doivent masquer la lumière de ce soleil pour bien observer cette lumière ténue.
51 Eridani B
Rayonnement québécois
GPI est un projet international, comme bien des projets de recherche d'envergure en astronomie.
Le design optique, la construction et les tests du spectrographe composant l'instrument ont été réalisés grâce à une équipe de l'Université de Californie, en collaboration étroite avec les professeurs René Doyon, directeur de l'Institut de recherche sur les exoplanètes (iREx) de l'Université de Montréal, et Simon Thibault, de l'Université Laval.
Le personnel de l'Observatoire du Mont-Mégantic, de l'Institut national d'Optique à Québec et la compagnie Immervision de Montréal ont aussi participé au développement du spectrographe.
Enfin, le puissant logiciel d'analyse de données, qui permet de transformer l'information spectrale de chaque pixel en un cube tridimensionnel de données, a été conçu en partie sous la direction d'une équipe de chercheurs de l'iREx de l'Université de Montréal.
Depuis que le GIP est en service, au début de l'année 2014, l'équipe a repéré plus de 100 jeunes étoiles, mais c'est la toute première fois que l'instrument détecte une exoplanète.
Comprendre la formation de notre système solaire
Les traces de méthane (un composé organique) et d'eau observées dans l'atmosphère de 51 Eridani b sont semblables à ce que l'on retrouve sur les géantes gazeuses riches en méthane de notre système solaire, et en quantités que l'on n'avait encore jamais observées précédemment chez des exoplanètes.
« C'est la première fois que l'on détecte directement une exoplanète dont l'atmosphère et la distance à son étoile sont semblables à celles des planètes géantes de notre propre système. »
— Julien Rameau, chercheur à l'iREx
Les particularités de 51 Eridani b poussent les scientifiques à la considérer comme un sosie de Jupiter, dans son jeune temps. C'est un peu comme être témoins de l'enfance de notre géante gazeuse. En étudiant des systèmes extrasolaires beaucoup plus jeunes que le nôtre, on arrivera à mieux comprendre comment notre planète et ses voisines sont nées et ont évolué.
L'étude faisant état de cette découverte est parue dans la revue scientifique Science.
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