Une exoterre dévoilée par Spitzer

Depuis une quinzaine
d'années, l'étoile 55 Cancri, située à 41 années-lumière de
distance, dans la constellation du Cancer, est observée près de dix
mois sur douze par les astronomes : cette étoile de type solaire est
en effet entourée d'un cortège de planètes qui ne cesse
d'augmenter... La première a été découverte dès 1996, la seconde
et la troisième, en 2002, la quatrième, en 2004 et enfin la
cinquième, en 2007. C'est tout, quand notre propre système solaire
compte huit planètes ? Non, il existe très probablement d'autres
planètes dans le système de 55 Cancri, mais les techniques
actuelles ne permettent pas encore de les détecter... Les planètes
55 Cnc b, c, d et f sont des planètes géantes, plus ou moins
grosses comme Jupiter. 55 Cnc e, quant à elle, se distingue à de
nombreux points de vue. D'abord, c'est la seule de ces cinq
exoplanètes à avoir été détectée directement, via le transit
(une mini éclipse) qu'elle effectue régulièrement devant son
étoile. Ces transits, qui provoquent une baisse de lumière de
l'étoile 55 Cnc, ont permis de déterminer avec une extrême
précision la période orbitale de la planète, 17 h 40 min, et sa
distance à son étoile : 2,3 millions de kilomètres seulement !
Enfin, la taille et la masse de 55 Cnc e sont, elles aussi, estimées
avec une bonne précision : 28 000 kilomètres, soit deux diamètres
terrestres, et 8 masses terrestres...

55 Cnc e est donc une
super Terre , un type de planète, à mi-chemin entre les rocheuses
terrestres et les gazeuses joviennes, inconnu dans le système
solaire. On en sait désormais encore plus sur cette très lointaine
cousine de la Terre grâce à l'équipe de l'astronome Michaël
Gillon, de l'Université de Liège, qui vient de publier dans
l'Astrophysical Journal le résultat de son étude de 55 Cnc e avec
le télescope spatial infrarouge Spitzer . La brillante idée des
astronomes a été non pas d'observer les transits de la planète –
vue à contre jour, elle ne peut délivrer aucune information autre
que géométrique – mais au contraire de l'observer lorsqu'elle
passait derrière son étoile... En soustrayant la lumière de
l'étoile, au moment où la planète était derrière elle, de la
lumière de l'étoile plus sa planète, les astronomes ont réussi à
ne conserver que le signal provenant de la planète elle-même : un
véritable exploit techno scientifique. De ces données, l'équipe de
Michaël Gillon a pu déterminer la température de 55 Cnc e, ou plus
exactement, la température de son hémisphère orienté vers son
étoile: 1700 °C ! Le modèle théorique qui émerge des diverses
observations de 55 Cnc e est désormais celui d'une super Terre,
essentiellement constituée d'eau, recouvrant un noyau rocheux. Cette
eau, dans les conditions de température et de pression de 55 Cnc e,
est dite supercritique ; c'est un fluide un peu exotique, à
mi-chemin du liquide et du gaz... Mais 55 Cnc e n'a pas, et de loin,
livré tous ses secrets. En particulier, les chercheurs savent que la
proximité de la planète à son étoile a synchronisé sa rotation
et sa révolution : en clair, elle présente toujours la même face à
son étoile. A quoi ressemble l'hémisphère plongé dans l'obscurité
perpétuelle ? Comment la chaleur accumulée côté jour est-elle
transférée au côté nuit ? L'océan qui recouvre 55 Cnc e est-il
parcouru par des vagues gigantesques, par des courants brûlants ? La
planète est-elle entourée d'un brouillard de vapeur bouillante, se
dissipant lentement dans l'espace ?

L'exploit technique des
astronomes utilisant le télescope Spitzer, équipé d'un miroir de
seulement 85 centimètres de diamètre, permet de penser que nous
aurons un jour la réponse à ces questions : les futurs télescopes
géants, au sol et dans l'espace – le JWST, télescope spatial
infrarouge, comme Spitzer, sera équipé d'un miroir de 6,5 mètres !

• permettront à l'avenir de dresser un portrait bien plus précis
  encore de ce monde fascinant.

 Serge Brunier