Publiée dans les 'Astrophysical Journal Letters', une étude dirigée par Caroline Piaulet-Ghorayeb, doctorante à l'Institut Trottier de recherche sur les exoplanètes (IREx) de l'Université de Montréal, a révélé des résultats significatifs concernant l'exoplanète GJ 9827 d. Plus tôt en 2024, des chercheurs de l'IREx ont détecté de l'eau dans l'atmosphère de GJ 9827 d en utilisant des données du télescope spatial Hubble (HST), la qualifiant de plus petite exoplanète connue, d'environ deux fois la taille de la Terre, à posséder une atmosphère confirmée. Les dernières observations avec le télescope spatial James Webb (JWST) fournissent des informations cruciales, révélant une atmosphère riche en eau et ouvrant des possibilités passionnantes pour comprendre les atmosphères exoplanétaires.
La détection d'atmosphères autour de petites planètes de la taille de la Terre a posé un défi considérable. La plupart des études atmosphériques se sont concentrées sur des géantes gazeuses plus grandes ou des mini-Neptunes, qui ont des atmosphères dominées par l'hydrogène, semblables à celles de Jupiter ou de Neptune dans notre système solaire. Selon Piaulet-Ghorayeb, 'Pour l'instant, toutes les planètes que nous avons détectées avec des atmosphères sont des géantes planétaires, ou au mieux des mini-Neptunes.' En revanche, GJ 9827 d présente une atmosphère distinctive riche en molécules plus lourdes, y compris de la vapeur d'eau, plutôt que dominée par l'hydrogène.
L'équipe de recherche a utilisé la spectroscopie de transmission pour analyser la lumière passant à travers l'atmosphère de la planète alors qu'elle transitait devant son étoile. En intégrant les données du JWST avec les observations précédentes du HST, ils ont confirmé que les caractéristiques spectrales détectées proviennent de l'atmosphère de la planète, écartant toute contamination par l'étoile. Deux types d'atmosphères possibles pour GJ 9827 d ont été identifiés : l'une avec une atmosphère nuageuse dominée par l'hydrogène et des traces d'eau, et l'autre avec une atmosphère plus dense et riche en eau.
Bien que sa température de surface élevée, d'environ 350 degrés Celsius, rende peu probable la présence de vie, cette découverte représente une étape importante dans la quête des exoplanètes semblables à la Terre. Piaulet-Ghorayeb a déclaré : 'C'est un énorme pas vers l'objectif de recherche d'atmosphères autour de planètes plus petites et terrestres.' L'identification d'une atmosphère riche en eau sur GJ 9827 d suggère que d'autres exoplanètes rocheuses de petite taille pourraient également posséder des atmosphères similaires, ouvrant la voie à de futures explorations.
Les scientifiques ont longtemps théorisé l'existence de 'mondes de vapeur', des planètes avec des atmosphères épaisses riches en vapeur d'eau. Ces planètes orbitent suffisamment près de leurs étoiles pour que l'eau existe sous forme de vapeur plutôt que sous une couche de glace. Des observations continues du JWST de GJ 9827 d sont prévues pour explorer davantage les composants de son atmosphère intrigante.