Un autre ingrédient de base de la vie vient d'être découvert dans l'atmosphère d'une planète extrasolaire. En effet, la même équipe de chercheurs qui, l'année dernière, rapportait la découverte de molécules d'eau dans l'atmosphère d'une exoplanète connue sous le nom de HD 189733b, annonce cette fois-ci que la composition chimique de son atmosphère contient aussi du méthane.

L'équipe formée de Giovanna Tinetti de l'Agence spatiale européenne, de Mark Swain du Jet Propulsion Laboratory, de Lars Lindberg Christensen du European Southern Organization et Ray Villard du Space Telescope Science Institute, a publié un article décrivant cette découverte dans le numéro du 20 mars de la revue Nature. Compte tenu du fait qu'avec la technologie actuelle, il est extrêmement difficile d'obtenir des images des planètes extrasolaires, la mesure de la composition chimique de l'une d'entre elles est un exploit remarquable.

HD 189733b appartient à la classe dite des "Jupiters chauds", c'est-à-dire une planète dont la masse est semblable à celle de Jupiter (dans ce cas on estime sa masse à environ 1.15 fois celle de Jupiter) sur une orbite très courte autour de son étoile (sa période orbitale est de 2.22 jours et le rayon de son orbite est de 4.5 millions de km - soit 13 fois plus près de son étoile que Mercure par rapport au Soleil). La température au sommet de l'atmosphère de cette planète est de 900 degrés celsius!

Cette planète, en orbite autour d'une étoile un peu moins massive et chaude que notre Soleil (80% de la masse du Soleil et 5000 degrés plutôt que 5800 pour notre étoile), est située à une distance de 63 années-lumière dans la constellation de Vulpecula (le renard). Elle a été détecté par le biais de deux techniques différentes:

1) La méthode doppler par laquelle on mesure les variations de la vitesse radiale de son étoile causées par le mouvement orbital de la planète.

2) La méthode du transit planétaire, c'est-à-dire les variations de la luminosité apparente de l'étoile parente lorsque la planète passe devant par rapport à nous. Il s'agit d'un phénomène très semblable au transit de Mercure devant le Soleil

Dans les deux cas, il s'agit d'une détection indirecte de cette planète extrasolaire puisqu'on ne "voit" pas directement la planète près de son étoile. Cependant, la régularité des variations (périodiques), tant de la vitesse que de la brillance apparente de l'étoile, permet de conclure sans l'ombre d'un doute qu'une planète est bel et bien en orbite autour de HD 189733. La première méthode (doppler) permet d'obtenir des informations sur la période orbitale, la masse de la planète et la forme de son orbite, tandis que la seconde (transit) permet de mesurer le rayon de la planète. Avec ces paramètres physiques on peut déduire la densité (masse volumique) de HD 189733b et confirmer qu'il s'agit d'une planète gazeuse géante, semblable à celles de notre système solaire.

C'est aussi grâce à la méthode du transit que l'équipe de chercheurs a pu déterminer la composition chimique atmosphérique de cette planète. En effet, lorsque la planète passe entre son étoile et nous, elle bloque une partie du flux lumineux provenant de la surface de l'étoile, cependant, puisque la planète est entourée d'une épaisse couche atmosphèrique gazeuse, une faible partie de la lumière de l'étoile traverse la couche de gaz et est affectée par la composition chimique de celle-ci. Les chercheurs ont donc obtenu un spectre de la lumière stellaire pendant un transit, et un autre lorsque la planète est derrière son étoile par rapport à nous. La différence entre les deux spectres révèle alors la composition chimique de l'atmosphère de la planète.

Comme le montre la figure suivante (tirée de l'article paru dans la revue Nature du 20 mars 2008), le meilleur modèle (le trait de couleur orange) permettant de reproduire le spectre de l'atmosphère de HD 189733b doit absolument inclure de l'eau et du méthane.

Le méthane est une molécule formée d'un atome carbone et de quatre d'hydrogène (CH4). Parce que cette molécule contient du carbone et pour des raisons historiques, on qualifie le méthane de "molécule organique". La plupart des experts s'accordent pour dire que sur notre planète, l'eau et le méthane ont certainement joué un rôle important dans la chimie prébiotique il y a plus de 4 milliards d'années, chimie qui a éventuellement menée à l'apparition de la vie. La célèbre expérience de Stanley Miller et Harold Urey, en 1953, est d'ailleurs une tentative de reproduction de cette chimie prébiotique.

Dans le cas précis de HD 189733b, les paramètres physiques et orbitaux de la planète, surtout la température, ne sont pas favorables au développement d'une chimie complexe menant à l'émergence de la vie. Cependant, la détection de ces molécules prébiotiques dans l'atmosphère d'un monde lointain permet d'espérer que d'ici quelques années nous serons en mesure d'identifier ces gaz sur des planètes plus propices au développeemnt de la vie.