Cette curieuse planète va être disloquée par les forces de marée

Hubble a récemment posé son objectif sur un drôle d’oiseau : une géante gazeuse de la taille de Jupiter pas tout à fait sphérique mais en forme de ballon de rugby, à la température infernale, qui transpire des gaz lourds et va finir par se disloquer intégralement. WASP-121b, comme elle a été baptisée, est un cas particulier : il s‘agit de la première fois que l’on observe des gaz plus lourds que l’hélium et l’hydrogène s’échapper d’une planète de cette façon.

En général, ces éléments se condensent et finissent par former des nuages. Il existe plusieurs exemples, comme PSO J318.5-22 qui abrite des nuages et des pluies de fer en fusion, Titan qui abrite un cycle du méthane en bonne et due forme, ou même des planètes avec des nuages composés de plomb ! Mais sur WASP-121b, rien de tout ça : la température infernale de son atmosphère avoisine les 3000°C ! C’est environ dix fois plus chaud que n’importe quelle autre atmosphère planétaire connue, et cela empêche toute condensation.

Si cette exoplanète est une telle fournaise, c’est qu’elle orbite à une très faible distance d’une étoile bien plus brillante que le Soleil, et également bien plus chaude. Celle-ci la bombarde en retour d’un véritable torrent d’ultraviolets. Cela augmente énormément sa température, ce qui est encore amplifié à cause de l’effet de serre intense lié aux métaux lourds en suspension dans l’atmosphère. Avec cette température, l’hydrogène et l’hélium de l’atmosphère sont mal retenus par la faible gravité de ce géant gazeux. Ils s’échappent donc de l’atmosphère, et cette fuite entraîne avec elle d’autres éléments comme des métaux lourds. Un phénomène encore jamais observé jusqu’ici !

Un géant condamné

Mais ce qui rend cette boule de gaz brûlant encore plus fascinante, c’est que celle-ci est à deux pas de la destruction complète. Elle orbite tellement proche de son étoile que les forces gravitationnelles deviennent extrêmes. Pour rappel, plus deux objets sont lourds, plus ils exercent une force gravitationnelle importante l’un envers l’autre. Cette dernière partie, bien que contre-intuitive, est très importante : vous exercez par exemple une force gravitationnelle sur la Terre au même titre qu’elle vous attire !

Si on transpose ce phénomène à des planètes entières, à la masse gigantesque, on peut avoir un phénomène de forces de marée. Nous en avons d’ailleurs un excellent exemple à environ 400.000 kilomètres : la Lune exerce une importante force de marée, assez puissante pour soulever des océans ! Mais on imagine rarement la réciproque : notre satellite est lui-aussi soumis à ces mêmes forces. Mais dans le cas de WASP-121b, ces forces de marée prennent des proportions très différentes. L’exoplanète tourne si vite, et si proche de son étoile que la force de marée est absolument dantesque, au point de déformer la planète ! C’est de cette force de marée extrême que lui vient cette forme.

Ce phénomène arrive lorsqu’une masse en orbite s’approche de ce qu’on appelle la Limite de Roche. Mais ce n’est pas la fin du processus : en continuant de se rapprocher de son étoile, l’exoplanète finira par franchir la limite de Roche. Lorsque cela arrivera, un point de rupture sera atteint : la force gravitationnelle de WASP-121b ne pourra plus lutter avec les forces de marée gigantesques. Cela aura comme conséquence très concrète : quand la force gravitationnelle ne suffira plus à assurer sa cohésion, cela se traduira par sa dislocation pure et simple. WASP-121b finira donc sa vie sous la forme d’un joli anneau gazeux autour de son étoile !

Ce système a été repéré à environ 900 années-lumières de la Terre, dans le cadre du programme PCET de Hubble. Celui-ci a pour objectif d’observer 20 exoplanètes, de tailles “Super-Terre” à “Jupiter”, pour effectuer une vaste étude comparative dans le visible, l’infrarouge et l’ultraviolet. Nul doute que WASP-121b s’est avéré être une bonne pioche !

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