HD 189733 b

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Coordonnées : Sky map 20h 00m 43.71s, +22° 42′ 39.1″

<th colspan="2" style="text-align:center;background-color:#Bouchyet al.[3]Méthode des vitesses radialeset occultation(transits)15 septembre 2005Observatoire de Haute-ProvenceHipparcos, années 1990[4]Confirmée;color:#cedaf2"> Découverte

HD 189733 b
Vue d'artiste du « point bleu profond », HD 189733 b, à la suite de la confirmation en 2013 de sa couleur bleue par le télescope spatial Hubble.
Vue d'artiste du « point bleu profond », HD 189733 b, à la suite de la confirmation en 2013 de sa couleur bleue par le télescope spatial Hubble.
Étoile
Nom HD 189733 A
Constellation Petit Renard
Ascension droite 20h 00m 43,71s[1]
Déclinaison +22° 42′ 39,1″[1]
Type spectral K1-K2V
Planète
Type Jupiter chaud
Caractéristiques orbitales
Demi-grand axe (a) (0,030 99 ± 0,000 6)  ua
Périastre (q) 0,030 96  ua
Apoastre (Q) 0,031 02  ua
Excentricité (e) 0,001 0 ± 0,000 2
Période (P) 2,218 573 3 ± 0,000 02  j
Distance angulaire 16,1  mas
Inclinaison (i) (85,76 ± 0,29)°
Caractéristiques physiques
Masse 1,162+0,058/-0,039[2]  MJ
Rayon 1,138 ± 0,027 RJ
81 400 ± 2 000 km  RJ
Gravité de surface 21,2  m/s2
Température (1 117 ± 42)  K
Découvreurs Bouchy et al.[3]
Méthode Méthode des vitesses radiales et occultation (transits)
Date 15 septembre 2005
Lieu Observatoire de Haute-Provence
Prédécouverte Hipparcos, années 1990[4]
Statut Confirmée

HD 189733 b, formellement HD 189733 Ab[5] et surnommée de façon informelle Isis[6], est une planète de type Jupiter chaud en orbite autour de l'étoile naine orange HD 189733 A dans la constellation du Petit Renard. Elle a été détectée le 15 septembre 2005 par une équipe européenne d'astronomes[3] composée principalement de chercheurs du Laboratoire d'astrophysique de Marseille, de l'Observatoire de Haute-Provence et de l'Observatoire de Genève.

Carte montrant la position du système HD 189733 dans le ciel.

C'est une des premières planètes détectées hors du Système solaire que les chercheurs ont pu caractériser en déterminant à la fois son rayon et sa masse : 1,14 rayon de Jupiter pour 1,16 fois la masse jovienne. Étant relativement proche, à environ 63 années-lumière de la Terre, elle offre d'intéressantes possibilités d'études à la communauté scientifique[7]. Ainsi, de nombreuses caractéristiques de la planète ont pu être déterminées : c'est la première planète dont une carte thermique a pu être construite, à être détectée par polarimétrie, dans l'atmosphère de laquelle du dioxyde de carbone a pu être détecté (d'autres molécules y ont aussi été trouvées), dont la couleur bleu azur dans le visible a pu être déterminée et dont un transit a pu être détecté en rayons X.

Détection et découverte[modifier | modifier le code]

Prédécouverte par Hipparcos[modifier | modifier le code]

Le transit de la planète devant son étoile avait été mesuré par le satellite Hipparcos dès les années 1990[4]. Cependant, ce fait était passé inaperçu à l'époque et n'a été retrouvé qu'après que la planète a été découverte par les astronomes[4]. C'est l'une des deux seules planètes, avec HD 209458 b, dont le transit a été retrouvé dans les données d'Hipparcos[4].

Transit et spectroscopie Doppler[modifier | modifier le code]

Évolution de la vitesse radiale de HD 189733 A dans le temps, créée par la présence d'une planète, HD 189733 b. L'effet Rossiter-McLaughlin est visible au même niveau niveau des phase 0 et 1, signalant que la planète transite devant son étoile.
Vue d'artiste, en 2009, de la planète juste avant un transit devant son étoile.

Le 6 octobre 2005, une équipe d'astronomes annonça la découverte d'une planète transitant devant l'étoile HD 189733[N 1]. La planète fut tout d'abord détectée par spectroscopie Doppler permettant de déterminer sa vitesse radiale. Cette mesure en temps réel permit de détecter l'effet Rossiter–McLaughlin causé par le transit de la planète devant son étoile avant que les mesures photométriques confirme ce transit. En 2006, une équipe menée par Drake Deming annonça avoir détecté une forte émission thermique infrarouge provenant de HD 189733 b en mesurant la diminution du flux, la baisse de l'intensité lumineuse totale, durant le transit secondaire, la période où la planète passe derrière l'étoile.

La planète a une masse estimée 13 % plus importante que celle de Jupiter. Sa période orbitale est de 2,2 jours pour une vitesse orbitale moyenne de 152,5 kilomètres par seconde, soit environ cinq fois plus grande que celle de la Terre. Elle est parfois désignée sous le nom HD 189733 Ab afin de la distinguer de la naine rouge HD 189733 B et bien préciser autour de quelle étoile du système elle tourne. Le système stellaire et planétaire HD 189733 est situé à 63 années-lumière de la Terre dans la constellation du Petit Renard.

Spectre infrarouge[modifier | modifier le code]

Spectre infrarouge entre 2,5 et 10 microns de HD 189733 b.
Spectre infrarouge entre 7 et 15 microns de HD 189733 b.
Carte thermique globale de HD 189733 b.

Le 21 février 2007, la NASA annonça que le télescope spatial Spitzer avait mesuré le spectre détaillé de deux planètes, HD 189733 b et HD 209458 b[8]. L'annonce eut lieu en même temps que la publication d'un nouveau numéro de Nature contenant le premier article sur l'observation spectroscopique de l'autre exoplanète, HD 209458 b. Un article fut soumis et publié par l'Astrophysical Journal Letters. Les observations spectroscopiques de HD 189733 b avait été dirigées par Carl Grillmair du Spitzer Science Center de la NASA.

Couleur visible[modifier | modifier le code]

La couleur bleue de la planète a été révélée en utilisant la polarimétrie[9].

En 2008, une équipe d'astrophysiciens est parvenue à détecter et à analyser la lumière visible provenant de la planète par polarimétrie, ce qui constitua une première[10]. Le résultat obtenu fut précisé par la même équipe en 2011[9]. Ils découvrirent que la planète a un albédo significativement plus important dans le bleu que dans le rouge, ce qui leur permit d'en déduire que la planète nous apparaîtrait de couleur bleu profond, le plus probablement à cause de la diffusion Rayleigh et de l'absorption moléculaire dans le rouge[9]. La couleur bleue de la planète fut confirmée en 2013[11], faisant de HD 189733 b la première planète dont la couleur générale a été déterminée par deux techniques différentes.

Vue d'artiste de HD 189733b après la découverte de sa couleur bleue en 2011 par polarimétrie[9].

La couleur bleue de la planète pourrait être le résultat de la diffusion Rayleigh dans l'atmosphère de la planète. À la mi-janvier 2008, des observations spectrales réalisées pendant un transit de la planète permirent, en utilisant ce modèle, de déterminer que la température atteignait 1 340 ± 150 K et que, si cette diffusion est due à l'hydrogène moléculaire (dihydrogène H2), alors sa pression est de 410 ± 30 millibars au rayon caractéristique de la planète de 0,1564 rayon solaire. Pour l'hypothèse de diffusion par des particules condensées, préférée à la précédente, le modèle de l'approximation de Mie permit de déterminer qu'un condensat pourrait être présent à ce même rayon, composé de silicate de magnésium (MgSiO3) avec des particules d'une taille (en) de l'ordre de 10−2 à 10−1 micromètres, une pression de quelques microbars à quelques millibars et une température comprise entre 1 340 à 1 540 K[12]. L'effet Rayleigh est confirmé par d'autres modèles[13] et par l'absence apparente d'une stratosphère plus froide à l'ombre sous son atmosphère extérieure. En 2013, une autre équipe d'astrophysiciens[14] utilise le spectrographe du télescope spatial Hubble afin de mesurer le spectre électromagnétique de la lumière visible réfléchie par la planète. Ce faisant, ils confirment la couleur bleu azur de l'objet. Cette teinte proviendrait de nuages hautement réfléchissant contenant des grains de silicates, plus précisément de l'enstatite MgSiO3[15].

Spectre en rayons X[modifier | modifier le code]

HD 189733b, vue en rayons X par Chandra (en haut) et vue d'artiste (2013).
Note : le nom de la planète s'écrit avec un b minuscule contrairement à ce qui est indiqué sur la vue d'artiste. L'objet dont le nom s'écrit avec un B majuscule est l'étoile compagnon de l'étoile-hôte de la planète.

En juillet 2013, la NASA annonça les premières observations d'un transit planétaire réalisées en rayons X. Les mesures indiquent que la planètes bloque trois fois plus de rayons X que de lumière visible[16].

Évaporation[modifier | modifier le code]

Courte vidéo explicative de l'évaporation de l'atmosphère de HD 189733 b.
HD 19733b avec son atmosphère en train de s'évaporer de façon renforcée suite à une violente éruption à la surface de son étoile.
Autre vue de l'évaporation accrue de l'atmosphère de la planète suite à cette éruption.

En mars 2010, des observations de transits à la longueur d'onde de la raie Lyman alpha de l'hydrogène HI montrèrent que la planète s'évapore à un taux de 1 à 100 gigagrammes (c'est-à-dire 1 000 à 100 000 tonnes) par seconde. La découverte fut faite en détectant l'exosphère étendue d'hydrogène atomique entourant la planète. HD 189733 b est la deuxième planète après HD 209458 b pour laquelle une évaporation atmosphérique a été détectée[17].

Dénomination[modifier | modifier le code]

Bien que l'Union astronomique internationale soit seule compétente pour nommer les corps astraux et qu’actuellement aucune exoplanète n'ait reçut d'autre nom que le numéro officiel, HD 189733b est parfois dénommé officieusement Isis[6].

Satellites[modifier | modifier le code]

Caractéristiques physiques[modifier | modifier le code]

Taille et masse[modifier | modifier le code]

HD 189733b comparée à Jupiter.

La planète a une masse d'environ 1,16 fois celle de Jupiter pour un rayon de 1,14 fois celui de la planète orange. La planète bleue donc une masse volumique de 1 045 kilogrammes par mètre cube. Les éléments précédents mènent à dire que la planète est une géante gazeuse. La gravité de surface atteint pour sa part 21,2 mètres par seconde carrée, 2,15 fois la valeur sur Terre.

Atmosphère[modifier | modifier le code]

HD 189733b, telle qu'on l'imaginait en 2009.

Le 11 juillet 2007, une équipe dirigée par Giovanna Tinetti avait détecté de la vapeur d'eau dans l'atmosphère d'HD 189733 b, faisant d'elle la deuxième exoplanète sur laquelle la présence d'eau est prouvée, après HD 209458 b[18],[19]. En mars 2008, on y a détecté du méthane[20]. La découverte de dioxyde de carbone par l'équipe de Mark Swain en décembre 2008 grâce au télescope spatial Hubble a laissé planer un certain optimisme quant à la possibilité de vie sur cette planète, bien que les conditions soient loin d'être idéales à son développement[21].

Notes et références[modifier | modifier le code]

Notes[modifier | modifier le code]

  1. L'étoile compagnon, dont le nom s'écrit avec un B majuscule à la fin, n'était pas encore connue ; la précision du A pour l'étoile principale, hôte de la planète, n'était alors pas nécessaire.

Références[modifier | modifier le code]

  1. a et b F. van Leeuwen, « Validation of the new Hipparcos reduction », Astronomy and Astrophysics, vol. 474, no 2,‎ 2007, p. 653–664 (DOI 10.1051/0004-6361:20078357, Bibcode 2007A&A...474..653V, arXiv 0708.1752, lire en ligne) Vizier catalog entry
  2. Detection of carbon monoxide in the high-resolution day-side spectrum of the exoplanet HD 189733b: Remco J. de Kok, Matteo Brogi, Ignas A.G. Snellen, Jayne Birkby, Simon Albrecht, Ernst J. W. de Mooij
  3. a et b Cette équipe comprend : F. Bouchy (LAM, OHP) ; C. Moutou (LAM) ; N. Iribarne, S. Ilovaisky (OHP) ; S. Udry, M. Mayor, F. Pont, R. Da Silva, D. Queloz, D. Segransan (OAUG) ; N. C. Santos (Observatoire de Lisbonne) ; S. Zucker (Weizmann Institute of Science, Israël).
  4. a, b, c et d Exoplanets: prospects for Gaia, Michael Perryman, p. 4.
  5. En particulier depuis la découverte de HD 189733 B.
  6. a et b http://www.pourlascience.fr/ewb_pages/a/article-les-couleurs-des-exoplanetes-32734.php
  7. « Éclipse d’une étoile par une exoplanète proche du système solaire », www.obs-hp.fr (consulté le 19 mars 2008)
  8. Press Release: NASA's Spitzer First To Crack Open Light of Faraway Worlds
  9. a, b, c et d S.V. Berdyugina, A.V. Berdyugin, D.M. Fluri et V. Piirola, « Polarized reflected light from the exoplanet HD189733b: First multicolor observations and confirmation of detection », Astrophysical Journal Letters, vol. 726, no 1,‎ 2011, p. L6-L9 (DOI 10.1088/2041-8205/728/1/L6, Bibcode 2011ApJ...728L...6B, arXiv 1101.0059, lire en ligne)
  10. Svetlana V. Berdyugina, « First detection of polarized scattered light from an exoplanetary atmosphere », The Astrophysical Journal, vol. 673,‎ 20 janvier 2008, p. L83 (DOI 10.1086/527320, Bibcode 2008ApJ...673L..83B, arXiv 0712.0193, lire en ligne)
  11. First distant planet to be seen in colour is blue Nature 11 July 2013
  12. A. Lecavelier des Etangs, F. Pont, A. Vidal-Madjar, and D. Sing, « Rayleigh scattering in the transit spectrum of HD 189733b », Astronomy & Astrophysics, vol. 481, no 2,‎ 2008, p. L83–L86 (DOI 10.1051/0004-6361:200809388, Bibcode 2008A&A...481L..83L, arXiv 0802.3228, lire en ligne)
  13. Eric Agol et al., « Transits and secondary eclipses of HD 189733 with Spitzer », Proceedings of the International Astronomical Union, vol. 4,‎ 2008, p. 209 (DOI 10.1017/S1743921308026422, arXiv 0807.2434)
  14. http://iopscience.iop.org/2041-8205/772/2/L16 T. M. Evans et al., The Astrophysical Journal, 772(2), L16, 2013.
  15. « Astrophysique : Une exoplanète bleue », Pour la Science no 431, septembre 2013, p. 11.
  16. NASA's Chandra Sees Eclipsing Planet in X-rays for First Time
  17. Lecavelier des Etangs et al., « Evaporation of the planet HD189733b observed in HI Lyman-alpha », Astronomy & Astrophysics, vol. 1003,‎ 2010-03-10, p. 2206 (Bibcode 2010arXiv1003.2206L, arXiv 1003.2206)
  18. « NASA's Spitzer Finds Water Vapor on Hot, Alien Planet », www.spitzer.caltech.edu (consulté le 19 mars 2008)
  19. « Water vapour found on exoplanet », news.bbc.co.uk (consulté le 19 mars 2008)
  20. First extra-solar organic molecule discovered sur CNET News.
  21. HD 189733b, l'exoplanète aux portes de la vie, Science & Avenir no 744, février 2009, page 60.

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Lien externe[modifier | modifier le code]