HD 209458 b

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Page d'aide sur les redirections Cet article concerne la planète surnommée Osiris. Pour les homonymes, voir Osiris (homonymie).
HD 209458 b
Tailles comparées de Jupiter et de HD 209458 b.
Tailles comparées de Jupiter et de HD 209458 b.
Étoile
Nom HD 209458
Constellation Pégase
Ascension droite 22h 03m 10,8s
Déclinaison +18° 53′ 04″
Type spectral F8-G0V
Planète
Type Jupiter chaud
Caractéristiques orbitales
Demi-grand axe (a) 0,045  ua
Excentricité (e) 0,014
Période (P) 3,52474541 ± 0,00000025  j
Inclinaison (i) 86,1 ± 0,1°
Argument du périastre (ω) 83°
Époque (τ) 2 452 854,825415 JJ
Caractéristiques physiques
Masse 0,69 ± 0,05  MJ
Rayon 1,32 ± 0,05  RJ
Masse volumique 370  kg/m3
Température 1 130 ± 150  K
Découverte
Découvreurs Gregory W. Henry
Geoffrey Marcy
R. Paul Butler
Steven S. Vogt
Méthode Transit et spectroscopie Doppler
Date 1999
Informations supplémentaires
Vue d'artiste représentant l'évaporation d'Osiris (NASA/ESA/CNRS)
Vue d'artiste de HD 209458 b transitant devant son étoile.

HD 209458 b, également appelée Osiris de façon informelle, est une exoplanète de type Jupiter chaud en orbite autour de l'étoile HD 209458, située à 154 années-lumière (47,1 pc) du Soleil, dans la constellation de Pégase[1].

Le rayon de l'orbite de la planète est de 7 millions de kilomètres, ce qui représente 0,047 unité astronomique, ou encore 1/7 du rayon de l'orbite de Mercure. Ce rayon fait qu'une année, sur Osiris, équivaut à 3,5 jours terrestres et que la température estimée en surface est d'environ de 1 000 °C. Sa masse est d'environ 220 fois celle de la Terre (0,69 fois celle de Jupiter) et son volume est 2,5 fois plus grand que celui de Jupiter. Son importante masse et son grand volume indiquent que HD 209458 b est une géante gazeuse.

HD 209458 b représente une étape importante dans la recherche d'exoplanètes. Elle fut la première dans plusieurs catégories : celle des planètes découvertes par leur transit devant leur étoile, celle des exoplanètes avec une atmosphère, celle dont l'atmosphère d'hydrogène s'évapore, celle dont l'atmosphère contient de l'oxygène et du carbone, une des deux premières exoplanètes à être directement observées par spectroscopie, la première géante gazeuse extrasolaire dont la vitesse des vents dans sa super-tempête est mesurée, et la première dont la vitesse orbitale fut mesurée (permettant le calcul de sa masse)[2]. Fondée sur l'application de nouveaux modèles théoriques, l'hypothèse a été émise, en avril 2007, qu'elle serait la première exoplanète détectée à avoir de la vapeur d'eau dans son atmosphère[3],[4],[5].

Détection et découverte[modifier | modifier le code]

Transit[modifier | modifier le code]

Les études de la spectroscopie ont révélé la présence d'une planète autour de HD 209458 le 5 novembre 1999. Les astronomes ont fait de prudentes mesures photométriques de plusieurs étoiles possédant des planètes, dans l'espoir qu'ils observeraient une baisse de sa brillance causée par le transit de la planète autour de l'étoile. Ceci requiert que l'orbite de la planète soit inclinée de tel façon qu'elle passe entre la Terre et son étoile, et, auparavant, aucun transit n'avait été observé.

Peu après la découverte, deux équipes, une menée par David Charbonneau et l'autre par Gregory W. Henry, détectèrent un transit de la planète devant la surface de son étoile, en faisant la première planète connue à transiter devant son étoile. Les 9 et 16 septembre 1999, l'équipe de David Charbonneau mesura une diminution de la brillance de HD 209458 de 1,7 %, qui fut attribuée au passage de la planète devant son étoile. Le 8 novembre, l'équipe de Gregory Henry observa un transit partiel, ne voyant que l'entrée[6]. Initialement incertains de leur résultats, le groupe d'Henry décida de précipiter la publication des résultats après avoir entendu des rumeurs selon lesquelles Charbonneau avait réussi à observer un transit entier en septembre. Les papiers des deux équipes furent publiés simultanément dans le même numéro de l'Astrophysical Journal. Chaque transit dure environ trois heures lors desquels la planète couvre environ 1,5 % de la surface de l'étoile.

L'étoile a été observée plusieurs fois par le satellite Hipparcos, ce qui permit aux astronomes de déterminer exactement l'orbite de HD 209458 b à 3.524739 jours[7] .

Spectroscopie[modifier | modifier le code]

Les analyses spectroscopiques ont montré que la planète avait une masse de 0,69 fois celle de Jupiter[8]. L’occurrence du transit autorisa les astronomes à calculer le rayon de la planète, ce qui n'a pas été possible sur les exoplanètes précédemment connues, et il s'est avéré que la planète à un rayon 35 % plus grand que Jupiter.

Détection directe[modifier | modifier le code]

Le 22 mars 2005, la NASA publia que la lumière infrarouge émise par la planète a été mesurée par le télescope spatial Spitzer. Il s'agit de la première détection directe de la lumière émise par une planète extrasolaire après la suppression de la lumière de l'étoile parente et notant la différence alors que la planète transitait en face de son étoile et était éclipsée par elle, permettant de mesurer la lumière émise par la planète elle-même. Les nouvelles mesures résultant de cette observation permirent d'estimer la température de la planète à au moins 750 °C. L'orbite circulaire de HD 209458 b fut aussi confirmée.

Transit de HD 209458 b.

Observation spectrale[modifier | modifier le code]

Le 21 février 2007, la NASA et la revue Nature publièrent que HD 209458 b était l'une des deux exoplanètes dont le spectre avait directement été observé, l'autre étant de HD 189733 b[9],[10]. Ce procédé était considéré comme le premier mécanisme par lequel des formes de vies extrasolaires, mais non douése de conscience, pouvait être recherchées par leur influence sur l'atmosphère de la planète. Un groupe d'enquêteurs mené par Jeremy Richardson du Goddard Space Flight Center de la NASA fit une mesure spectrale de l'atmosphère de HD 209458 b dans le champ 7,5 à 13,2 micromètres. Les résultats défièrent les attentes théoriques de plusieurs façons. Le spectre, d'après les attentes, devait avoir un pic à 10 micromètres, ce qui aurait indiqué la présence de vapeur d'eau dans l'atmosphère, mais un tel pic était absent, indiquant aucune trace de vapeur d'eau détectable. Un pic imprévu fut observé à 9,65 micromètres, ce que les chercheurs attribuèrent à la présence de nuages de poussière de silicate, un phénomène encore jamais observé. Un nouveau pic imprévu eut lieu à 7,78 micromètres pour lequel les chercheurs ne trouvèrent pas d'explication. Une autre équipe, menée par Mark Swain du Jet Propulsion Laboratory analysa une nouvelle fois les données de Richardson et de son équipe, mais elle ne publia pas ses résultats en même temps, bien qu'elle parvint aux mêmes conclusions.

Le 23 juin 2010, les astronomes annoncèrent avoir mesuré une super-tempête (avec des vents allant jusqu'à 7 000 km/h) pour la première fois dans l'atmosphère de HD 209458 b[11]. L'observation très précise faite par le Very Large Telescope de l'ESO, et son puissant spectrographe CRIRES de gaz de monoxyde de carbone montra que les vents se déplacent à haute vitesse de la face éclairée et extrêmement chaude de la planète à la face opposée au soleil est plus froide. Les observations permirent aussi de mesurer la vitesse orbitale de l'exoplanète elle-même permettant de déterminer sa masse[2].

Orbite et rotation[modifier | modifier le code]

Le rayon de son orbite est de seulement quatre millions de kilomètres, son année ne dure que 3,5 jours terrestres.

Atmosphère[modifier | modifier le code]

Article détaillé : Atmosphère de HD 209458 b.

En 2003, des astrophysiciens de l'Institut d'astrophysique de Paris sous la direction d'Alfred Vidal-Madjar ont détecté que l'hydrogène de l'exosphère s'étalait en un panache gigantesque. Ainsi, l'atmosphère d'Osiris s'évapore par photo-évaporation.

La même équipe détecta en 2004, grâce au télescope spatial Hubble, que la haute atmosphère de cette planète recèle de l'oxygène et du carbone, probablement arraché aux couches inférieures de l'atmosphère par le puissant flux d'hydrogène. C'est l'observation de ce phénomène qui leur a fait postuler l'existence d'une nouvelle classe de planètes, les planètes chtoniennes.

En 2009, les composés chimiques considérés comme les ingrédients nécessaires à la vie y ont été détectés grâce aux télescopes spatiaux Hubble et Spitzer[12].

Sources[modifier | modifier le code]

Références[modifier | modifier le code]

  1. Barman 2007, p. L191–L194
  2. a et b (en) Ignas A. G. Snellen et al., « The orbital motion, absolute mass and high-altitude winds of exoplanet HD 209458b », Nature, vol. 465, no 7301,‎ 2010, p. 1049–1051 (PMID 20577209, DOI 10.1038/nature09111, Bibcode 2010Natur.465.1049S, arXiv 1006.4364)
  3. Than 2007
  4. Signs of water seen on planet outside solar system, by Will Dunham, Reuters, Tue Apr 10, 2007 8:44PM EDT
  5. (en) Water Identified in Extrasolar Planet Atmosphere (version du 15 avril 2007 sur l'Internet Archive)
  6. Henry et al. IAUC 7307: HD 209458; SAX J1752.3-3138 12 November 1999, reported a transit ingress on Nov. 8. David Charbonneau et al., Detection of Planetary Transits Across a Sun-like Star, November 19, reports full transit observations on September 9 and 16.
  7. Robichon, N.; Arenou, F., « HD 209458 planetary transits from Hipparcos photometry », Astronomy&Astrophysics, vol. 355,‎ 2000, p. 295-298 (Bibcode 2000A&A...355..295R)
  8. Notes for star HD 20945
  9. NASA's Spitzer First To Crack Open Light of Faraway Worlds
  10. (en) L. Jeremy Richardson, « A spectrum of an extrasolar planet », Nature, vol. 445, no 7130,‎ 2007, p. 892–895 (PMID 17314975, DOI 10.1038/nature05636, Bibcode 2007Natur.445..892R, arXiv astro-ph/0702507)
  11. Paul Rincon, « 'Superstorm' rages on exoplanet », BBC News London,‎ 23 juin 2010 (lire en ligne)
  12. « Les ingrédients de la vie à nouveau réunis » (consulté le 22 octobre 2009)

Bibliographie[modifier | modifier le code]

Compléments[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Liens externes[modifier | modifier le code]