Détection Révolutionnaire : La Super-Jupiter WASP-121b Révèle une Structure à Double Traînée d'Hélium sur un Cycle Orbital Complet

Des astronomes viennent de conclure une surveillance exhaustive de l'échappement atmosphérique de l'exoplanète WASP-121b, un « Jupiter ultra-chaud » situé à environ 858 années-lumière de notre Terre, dans la constellation de la Poupe. Cette étude, menée par des chercheurs de l'Institut de recherche sur les exoplanètes Trottier (iREx) de l'Université de Montréal et de l'Université de Genève, a mis en lumière une architecture inédite : deux traînées distinctes d'hélium s'étendant depuis la planète. Les conclusions de ces travaux ont été officiellement diffusées dans la revue Nature Communications le 8 décembre 2025, faisant suite à des observations ininterrompues réalisées fin 2025.

Afin de décortiquer ce phénomène d'évaporation, les scientifiques ont maintenu une veille constante sur la planète pendant près de 37 heures. Cette prouesse a été rendue possible grâce à l'instrument NIRISS du télescope spatial James Webb (JWST), permettant de capturer la perte atmosphérique sur une période couvrant un tour complet de l'orbite. WASP-121b se distingue par une atmosphère portée à des températures extrêmes, avec une période orbitale incroyablement courte de seulement 30 heures. Sa température de surface avoisine les 2300 degrés Celsius (soit 4200 degrés Fahrenheit).

Cette chaleur intense provoque la sublimation des gaz légers, comme l'hydrogène et l'hélium, qui s'échappent vers l'espace. Ce processus impacte significativement la taille, la composition et, à terme, l'évolution de la planète. Romain Allard, chercheur principal à l'Université de Montréal, a qualifié cette observation d'établissement d'un nouveau jalon dans l'étude des exoplanètes. Jusqu'à présent, l'imagerie de l'échappement atmosphérique n'était disponible que sous forme d'instantanés fugaces capturés lors des transits.

La découverte la plus marquante réside dans le fait que l'hélium en fuite ne forme pas une seule, mais bien deux gigantesques traînées, s'étirant sur plus de la moitié de la trajectoire orbitale de la planète. L'une de ces queues suit la planète, poussée par le vent stellaire et le rayonnement de son étoile, tandis que l'autre semble précéder la planète, potentiellement attirée par la gravité stellaire. Ces queues doubles, dont le diamètre dépasse cent fois celui de la planète, mettent à mal les modèles atmosphériques actuels, car les simulations numériques peinent à reproduire cette géométrie tridimensionnelle complexe. Vincent Bourrier, membre de l'équipe basé à l'Université de Genève, a souligné que ces données révèlent les limites des modèles numériques actuels, nécessitant l'exploration de nouveaux mécanismes physiques pour expliquer l'évolution planétaire.

Cette révélation est cruciale pour élucider des questions plus vastes sur l'évolution des corps célestes. Elle soulève la possibilité que des mécanismes similaires de perte de masse puissent transformer des géantes gazeuses en planètes plus petites, semblables à Neptune, voire en noyaux rocheux entièrement dénudés. WASP-121b était déjà célèbre pour ses attributs anormaux, incluant des nuages de métaux vaporisés et des précipitations de rubis et de saphirs, conséquences directes de sa proximité extrême avec son étoile hôte.

Le suivi continu a permis d'établir un nouveau record dans la détection de l'absorption d'hélium, couvrant près de 60% de l'orbite planétaire. Ceci démontre la capacité de la sensibilité du JWST à cartographier avec précision la dynamique de l'échappement atmosphérique sur de longues périodes et à de grandes distances. Les astronomes, y compris la professeure Lisa Dang de Waterloo, ont salué la clarté exceptionnelle du signal d'hélium lors de l'analyse des données. Cette observation, auparavant limitée à de brefs instants de transit, marque une étape majeure dans la compréhension des processus atmosphériques dynamiques. Elle incite désormais la communauté scientifique à déterminer si cette structure à double queue est propre à WASP-121b ou si elle est un phénomène courant chez les exoplanètes chaudes. La capture de processus aussi dynamiques sur un cycle orbital complet constitue une avancée technique majeure pour l'exoplanétologie.