Illustration d'artiste montrant l'évaporation de la planète

Pour la première fois une atmosphère d'hydrogène dense, chaude et extrêmement étendue vient d'être observée autour d'une planète hors du système solaire, preuve que cette planète s'évapore, annonce jeudi dans la revue Nature une équipe de chercheurs essentiellement français.

Cette découverte, écrivent les scientifiques conduits par Alfred Vidal-Madjar, de l'Institut d'Astrophysique de Paris (IAP, du CNRS), pourrait expliquer l'absence de planète dans le voisinage proche des étoiles (à moins de sept millions de kilomètres de leur étoile). Trop proche de son étoile, une planète peut "fondre comme neige au Soleil" et disparaître, ne laissant finalement subsister que son noyau.

Depuis l'été 1995, plus de cent planètes extra-solaires (ou exoplanètes) ont été découvertes. Quinze pour cent d'entre elles se trouvent sur une orbite très proche de leur étoile. C'est le cas de celle qu'ont étudiée Alfred Vidal-Madjar et ses collègues, HD 209458 b, qui est en orbite autour de HD 209458, étoile semblable au Soleil située à 150 années-lumière de la Terre, dans la constellation de Pégase.

Découverte en 1999, cette exoplanète massive et gazeuse semblable à Jupiter ne se trouve qu'à sept millions de kilomètres de son étoile, dont elle fait le tour tous les trois jours et demi.

De toutes celles qui ont été découvertes, cette exoplanète est la seule à avoir été détectée directement, lors de son passage devant son étoile. Pendant cette "mini-éclipse" de trois heures environ, la planète cache une petite partie de l'étoile, qui apparaît ainsi légèrement moins brillante, ce qui permet d'observer son atmosphère.

L'équipe a observé trois passages de la planète devant son étoile, dans l'ultraviolet (gamme d'onde qui permet de voir l'hydrogène dans la partie haute de l'atmosphère), avec le télescope spatial Hubble. "Nous avons eu l'énorme surprise de voir que l'atmosphère d'hydrogène de cette planète s'étendait jusqu'à plus de 200.000 kilomètres, si haut que la planète semble trois fois plus grosse que prévue", explique Alfred Vidal-Madjar. Le gaz est observé bien au-delà de la zone d'influence gravitationnelle de la planète. On le voit s'échapper à plus de 100 kilomètres par seconde (360.000 kilomètres à l'heure), poussé par le rayonnement de l'étoile.

Cette atmosphère d'hydrogène, explique un autre chercheur, Alain Lecavelier, est étirée, par la force de marée de l'étoile, "puis l'hydrogène est poussé par le rayonnement de l'étoile et se disperse dans une queue étendue comme la queue de gaz d'une comète".

Il s'échappe de la planète 10.000 tonnes d'hydrogène au moins par seconde, ont calculé les chercheurs, mais, ajoutent-ils, "il est même probable que le flot soit bien supérieur. La planète pourrait ainsi perdre une fraction significative de sa masse".

Ce phénomène d'évaporation des planètes trop proches de leur étoile pourrait ainsi expliquer l'absence de planètes à moins de sept millions de kilomètres de leur étoile, concluent Alfred Vidal-Madjar et ses collègues : "ces planètes doivent s'évaporer très rapidement, ou devenir des planètes moins massives et pauvres en hydrogène, comme Neptune, ou même ne plus montrer que leur coeur solide mis à nu".

1. Hubble