Africa-Press – Congo Kinshasa. Notre galaxie abrite une multitude de mondes représentant une importante diversité: des super-Terres aux planètes gazeuses comme Jupiter. Parmi les plus de 6 000 exoplanètes confirmées, les Jupiters chauds demeurent la catégorie la plus représentée. Leur surface atteint des milliers de degrés, rendant Vénus – et ses 470 °C – relativement tempérée en comparaison. Ces planètes sont caractérisées par un rayon situé entre 0,8 et deux fois celui de Jupiter et possèdent une masse comprise entre la moitié et 13 fois celle de la planète jovienne. Un cas emblématique demeure 51 Peg b, la toute première planète externe au Système solaire découverte en octobre 1995 par Michel Mayor et Didier Queloz au sein d’une collaboration entre l’Observatoire de Genève et l’Observatoire de Haute-Provence.
WASP-18b est une exoplanète appartenant à une catégorie particulière des Jupiters chauds appelée « Jupiters ultra-chauds », dont la distance très proche avec son étoile hôte (WASP-18) l’irradie d’un seul côté de manière permanente, ce qui engendre une température de surface pouvant aller jusqu’à 3500 degrés, soit bien plus chaud que certaines petites étoiles comme les naines rouges. La planète mesure 1,24 fois le rayon de Jupiter et en pèse dix fois la masse. Elle se situe à près de 400 années-lumière de la Terre et boucle son orbite en seulement 23 heures. Elle a été découverte en 2009 par des chercheurs de l’université de Keele (Royaume-Uni).
Une nouvelle étude, publiée dans la revue Nature Astronomy le 28 octobre 2025 par un consortium d’astrophysiciens dirigé par des chercheurs américains des universités du Maryland et de Cornell, présente une cartographie 3D inédite et détaillée de son atmosphère, mettant en évidence de forts contrastes de température.
Un monde infernal
De manière générale, les Jupiters ultra-chauds, de même que les Jupiter chauds, sont la plupart du temps détectés par la méthode des transits – qui désigne le passage du corps planétaire devant l’étoile hôte et provoquant une baisse de luminosité de cette dernière. Cette diminution constitue alors une preuve solide de l’existence de la planète, à la condition sine qua non que l’activité stellaire (tache, vent solaire) ne vienne pas interférer avec le signal détecté.
WASP-18b a été caractérisée grâce à l’observation, par le télescope James Webb, d’une éclipse secondaire — lorsque la planète passe derrière son étoile. Contrairement au transit, cette méthode permet d’isoler directement la chaleur de son atmosphère et d’imager des régions habituellement masquées, alors que le transit ne sonde que la haute atmosphère (entre 100 et 400 kilomètres d’altitude). « Cette technique est véritablement la seule qui existe pour sonder simultanément les trois dimensions: latitude, longitude et altitude. Cela nous fournit un niveau de détail sans précédent pour étudier ces corps célestes », explique Megan Weiner Mansfield, professeure associée d’astronomie à l’université du Maryland et co-autrice principale de l’étude, dans un communiqué.
En outre, des cartes 3D de température (disponibles sur arXiv) ont été générées à partir d’observations de l’atmosphère à travers différentes longueurs d’onde situées dans l’infrarouge proche. Cela permet de mettre en évidence des contrastes de températures importants, allant de 1 500 à plus de 3500 °C et dépendants de la latitude, de la longitude et longueur d’onde.
Cependant, la génération des cartes 3D n’est pas automatique et requiert des techniques spécifiques: « Les cartes en 3D sont générées de deux façons, parce qu’il n’y a pas de cartographie unique entre les données que nous observons et l’altitude à laquelle nous sondons l’atmosphère. Une première méthode consiste à juxtaposer les cartes 2D, où la troisième dimension est représentée par la longueur d’onde. L’autre manière d’obtenir les cartes tridimensionnelles est de paramétrer la température en fonction de l’altitude en différents points de la carte 2D », comme nous le détaille la chercheuse américaine. Des fournaises extrêmes de ce genre peuvent provoquer la dissociation des molécules d’eau en atomes d’hydrogène, d’oxygène ou en radicaux hydroxyles (OH), un phénomène très courant dans les atmosphères exoplanétaires dont la température excède 2 500 degrés.
Par ailleurs, deux régions thermiques ont été clairement identifiées par les astrophysiciens: la première est une zone de très forte température appelée « point chaud » (au-delà de 3 000 degrés) et concentrée au centre de la face éclairée, là où WASP-18 émet le plus de radiations, tandis que la deuxième s’avère être une région formant un anneau s’étendant sur les bords entre les côtés irradié et sombre, ce dernier étant caractérisé par des températures plus froides (en dessous de 2 000 degrés).
Vers une cartographie des petites planètes
En somme, la spectroscopie d’éclipse permet de détecter directement la structure gazeuse de la planète en deçà de sa haute atmosphère: « Durant une éclipse, nous mesurons la signature thermique de la planète (donc, sa température et sa composition) du côté éclairé par l’étoile », comme le souligne à Sciences et Avenir Ryan Carroll Challener, co-auteur principal du travail de recherche. Ce résultat apparait comme prometteur, car il adopte une précision d’imagerie comparable à celle des observations des bandes nuageuses sur Jupiter, notamment la Grande Tache Rouge, un anticyclone géant faisant 1,12 fois la taille de la Terre.
WASP-18b inaugure l’utilisation de ce mode d’observation dans le contexte de la recherche des exoplanètes et les chercheurs américains prévoient de l’étendre à d’autres types de planètes, notamment celles de nature rocheuse comme les super-Terres, ouvrant le champ à des analyses atmosphériques plus fines pour investiguer des signes de vie extraterrestre.
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