Une étude, dont les résultats intitulés «First direct detection of an exoplanet by optical interferometry - Astrometry and K-band spectroscopy of HR 8799 e» sont publiés dans la revue Astronomy and Astrophysics, révèle, grâce à l'instrument GRAVITY équipant l’Interféromètre du Very Large Telescope (VLTI) de l’ESO qui a effectué la première observation directe d’une exoplanète au moyen de l’interférométrie optique, l’existence d’une atmosphère exoplanétaire complexe composée de nuages de fer et de silicates emportés dans une tempête à l’échelle planétaire.

HR 8799e (*), l’exoplanète en question, «fut découverte en 2010 en orbite autour de la jeune étoile HR 8799 (**) de la séquence principale, distante de quelque 129 années lumière de la Terre et nichée au coeur de la constellation de Pégase». En fait, cette exoplanète «âgée de 30 millions d’années seulement» est un super-Jupiter, soit un monde bien différent de ceux qui composent notre Système Solaire», puisque «bien plus massif et plus jeune que les planètes qui orbitent autour du Soleil» et, en outre, elle est «particulièrement inhospitalière (l’énergie résiduelle issue de sa formation et un puissant effet de serre portent la température de surface de HR 8799e à quelque 1000 °C)».

L’interférométrie optique utilisée pour la toute première fois «pour discerner les détails d’une exoplanète» a permis, grâce à GRAVITY, «d’obtenir un spectre d’une qualité inégalée, dix fois plus détaillé que toutes les observations antérieures». Concrètement, «GRAVITY peut utiliser les quatre unités télescopiques du VLT de l’ESO, les combiner afin de constituer un télescope unique de dimensions plus étendues selon une technique baptisée interférométrie». Ainsi, le super-télescope (VLTI) a été «capable de collecter la lumière en provenance de l’atmosphère de HR 8799e  et de précisément la discerner de la lumière issue de son étoile hôte».

Les mesures effectuées, qui «ont révélé la composition de l’atmosphère de HR 8799e» montrent, en particulier, que «HR 8799e est dotée d’une atmosphère composée d’une quantité de monoxyde de carbone nettement supérieure à celle de méthane (ce qui surprend, connaissant la chimie d’équilibre)», un résultat qui «peut s’expliquer par la présence, au sein de l’atmosphère, de puissants vents verticaux qui empêchent le monoxyde de carbone de s’associer à l’hydrogène afin de donner du méthane».

D'autre part, il a été également constaté «que l’atmosphère était également composée de nuages de poussière de fer et de silicates». Combinée à l’excès de monoxyde de carbone, cette observation laisse penser «que l’atmosphère de HR 8799e subit actuellement une énorme tempête particulièrement violente».

Au bout du compte, cette étude décrit «une boule de gaz illuminée de l’intérieur, des rayons de lumière chaude tourbillonnant au travers de zones orageuses constituées de nuages sombres» de sorte que «des mouvement convectifs enserrent les nuages de particules de silicates et de fer, qui se disloquent et s’infiltrent en surface, sous la forme de pluies».

Lien externe complémentaire (source Exoplanetcatalogue)

(*) HR8799e

Lien externe complémentaire (source Simbad)

(**) HR 8799