"O", "H", "O" et "H" "OH OH OH !" aurait pu chanter Gainsbourg sur l'air de "Laetitia". Ici, OH est le symbole chimique du radical hydroxyle, soit un atome d’oxygène lié à un atome d’hydrogène. Courant dans notre atmosphère, il vient d'être détecté par une équipe de chercheurs internationale dans celle de l'exoplanète WASP-33. Une première et un exploit, car elle se trouve à 378 années-lumière de la Terre, et elle est presque collée à son étoile. Cette découverte est aussi une bonne nouvelle pour la quête de la vie dans l’Univers, car ces hydroxyles peuvent être obtenus par dégradation d’une molécule d’eau (H2O). Or, l'eau reste l'un des ingrédients indispensables à l’apparition de la vie.
Un enfer à 2.500 °C
Cela dit, il n’y a que très peu de chance que WASP-33b soit habitée. Avec sa masse atteignant 2,8 fois celle de Jupiter, elle appartient à la catégorie des "Jupiter chauds". Très chaude même : au moins 2.500 °C. Voilà ce qu'il en coûte de graviter très près de son étoile, 3,8 millions de kilomètres seulement, bien plus près que Mercure ne l’est du Soleil (60 millions de kilomètres). Pas de vie donc, mais de l’eau sans doute. La destruction des molécules d’eau sous l’effet de cette chaleur infernale constitue l'hypothèse la plus probable pour expliquer leur formation. Pour “voir” ces paires d’atomes depuis la Terre, l’équipe d’astronomes a utilisé le télescope Subaru de 8,2 mètres de diamètre, installé au sommet du Mauna Kea à Hawaï (États-Unis). Le principe consiste non pas à les observer directement, mais à repérer leur présence dans le spectre électromagnétique de la planète. Ce spectre correspond à l’ensemble de la lumière, visible et invisible (UV, infrarouge, X) émis par l’astre. Les groupes hydroxyles en absorbent une partie précise, créant dans le spectre des raies d’absorption, des bandes sombres, qui signent leur présence. Les chercheurs sont parvenus à voir cette signature dans le spectre de la planète.
Séparer l'étoile de la planète
La principale difficulté consistait à distinguer le rayonnement issu de WASP-33b de celui de son étoile. Autrement dit, comment remonter à l’origine exacte des raies d’absorption ? Pour cela, les astronomes ont utilisé un nouvel instrument ajouté au télescope Subaru : l’imageur Doppler infrarouge. Son principe repose, comme son nom l’indique, sur l’effet Doppler, bien connu dans le domaine acoustique. Il explique pourquoi la sirène d’une voiture de pompier nous paraît plus aiguë à mesure qu’elle s’approche, puis plus grave lorsqu’elle s’éloigne… La vitesse du véhicule modifie la longueur de l’onde sonore que vous percevez. De la même façon, mais dans le domaine des ondes électromagnétiques cette fois, la lumière que nous captons en provenance d’un astre est modifiée selon qu’il s’approche ou qu’il s’éloigne de nous. Quel rapport avec ces fameux « OH » ? Vue de la Terre, l’étoile est grosso modo immobile, tandis que WASP-33b tourne autour d’elle. Au fil de son orbite, elle se rapproche, puis s’éloigne de nous. Du fait de l’effet Doppler, la position des raies d’absorption des groupes OH de la planète va varier au fil du temps, beaucoup plus que s'ils étaient sur l’étoile (qui elle aussi bouge légèrement sous l’effet gravitationnel des planètes qui l’entourent). Pour l’instant, cette méthode n’est applicable que sur des atmosphères très chaudes. Les chercheurs travaillent désormais à l’appliquer à des planètes plus accueillantes : de type de “Terre”, et tempérées, de telle sorte que la présence d’eau soit un indice plus encourageant d’une éventuelle présence de vie...
