Météorologie exoplanétaire

Une équipe internationale d'astronomes a détecté des variations d'ordre météorologique dans l'atmosphère d'une planète n'appartenant pas au système solaire, ou exoplanète. Les astrophysiciens ont fait cette découverte en observant l'exoplanète HD 189733b avec les télescopes spatiaux Hubble et Swift.

Le télescope spatial Hubble. Photo Nasa/ESA/STSCI.

Une équipe internationale de l'Institut d'astrophysique de Paris (CNRS/UPMC) et de l'Institut de planétologie et d'astrophysique de Grenoble (IPAG (1) - CNRS/Université Joseph Fourier - Grenoble 1) a détecté des variations d'ordre météorologique dans l'atmosphère d'une exoplanète, c'est à dire une planète n'appartenant pas au système solaire. Les astrophysiciens ont fait cette découverte en observant l'exoplanète HD 189733b avec le télescope spatial Hubble. Ces travaux pourraient élargir le champ d'étude des sciences du climat et de la météorologie, qui se " limitent " aujourd'hui à l'étude de la météo des planètes du Système solaire, et mener à une nouvelle sous-discipline : l'exo-météorologie. Ils sont publiés dans la revue Astronomy & Astrophysics Letters du 28 juin 2012.Située à 63 années-lumière (soit 600 000 milliards de km) de la Terre, HD 189733b est une planète gazeuse géante dotée d'une atmosphère brumeuse à base de gaz hydrogène (H2). Très proche de son étoile  (1/30e de la distance Terre-Soleil), sa haute atmosphère reçoit une énergie colossale sous la forme de rayonnements ultraviolets et de rayons X. 
Initialement, les chercheurs ont observé cet astre afin de confirmer un premier résultat obtenu en 2003, avec Hubble, pour une autre exoplanète se trouvant dans un autre système planétaire, l'astre HD 209458b. Ils avaient détecté que l'hydrogène constituant la plus haute couche de cette planète s'étalait en un panache gigantesque, prouvant que son atmosphère s'évapore dans l'espace.   
Les nouvelles observations en direction de HD 189733b confirment l'existence de ce phénomène sur cette autre exoplanète. Mais, surtout, elles montrent pour la première fois des variations météorologiques dans l'atmosphère d'une exoplanète.
En pratique, les chercheurs ont observé HD 189733b à deux reprises. En avril 2010 ils n'ont rien décelé d'exceptionnel, mais en septembre 2011 ils ont aperçu un énorme nuage de gaz six fois plus étendu que la planète elle-même.  Ceci montre qu'entre les deux dates, l'état de l'atmosphère a varié : les chercheurs ont observé un changement d'ordre météorologique sur HD 189733b. 
Quelle est l'origine de ce changement ? Quel est le rôle de l'étoile et de son rayonnement sur la météo de la haute atmosphère ? Pour en savoir plus, trois nouvelles observations sont déjà programmées.