Avec le récent jalon de la découverte de la 500e planète solaire supplémentaire, l'avenir de l'astronomie planétaire est prometteur. Avec l'ajout d'observations d'atmosphères de planètes en transit, les astronomes acquièrent une image plus complète de la façon dont les planètes se forment et vivent.
Jusqu'à présent, les observations des atmosphères se sont limitées aux planètes de type «Hot-Jupiter» qui gonflent souvent, étendant leurs atmosphères et les rendant plus faciles à observer. Cependant, une série récente d’observations, qui sera publiée dans le numéro du 2 décembre La nature, ont poussé la limite inférieure et étendu les observations des atmosphères exoplanétaires à une super-Terre.
La planète en question, GJ 1214b, passe devant son étoile parente vue de la Terre, ce qui permet des éclipses mineures qui aident les astronomes à déterminer les caractéristiques du système telles que son rayon et également sa densité. Des travaux antérieurs, publiés dans le Astrophysical Journal en août de cette année, ont noté que la planète avait une densité inhabituellement faible (1,87 g / cm3). Cela a exclu une planète entièrement rocheuse ou à base de fer ainsi qu'une boule de neige géante entièrement composée de glace d'eau. La conclusion a été que la planète était entourée d'une atmosphère gazeuse épaisse et les trois atmosphères possibles ont été proposées qui pourraient satisfaire les observations.
La première était que l'atmosphère était accrétée directement à partir de la nébuleuse protoplanétaire pendant la formation. Dans ce cas, l'atmosphère conserverait probablement une grande partie de la composition primordiale d'hydrogène et d'hélium, car la masse serait suffisante pour l'empêcher de s'échapper facilement. La seconde est que la planète elle-même est composée principalement de glaces d'eau, de dioxyde de carbone, de monoxyde de carbone et d'autres composés. Si une telle planète se formait, la sublimation pourrait entraîner la formation d'une atmosphère qui ne pourrait pas s'échapper. Enfin, si une forte composante de matériaux rocheux formait la planète, les dégazages pourraient produire une atmosphère de vapeur d'eau à partir de geysers, ainsi que de monoxyde de carbone et de dioxyde de carbone et d'autres gaz.
Le défi pour les astronomes suivants serait d'adapter les spectres de l'atmosphère à l'un de ces modèles, ou peut-être à un nouveau. La nouvelle équipe est composée de Jacob Bean, Eliza Kempton et Derek Homeier, travaillant à l'Université de Göttingen et à l'Université de Californie à Santa Cruz. Leur spectre de l'atmosphère de la planète était en grande partie dépourvu de caractéristiques, ne montrant aucune ligne d'absorption forte. Cela exclut en grande partie le premier des cas où l'atmosphère est principalement de l'hydrogène à moins qu'il n'y ait une épaisse couche de nuages qui en obscurcit le signal. Cependant, l'équipe note que cette constatation est cohérente avec une atmosphère composée en grande partie de vapeurs de glaces. Les auteurs prennent soin de noter que «la planète n'abriterait pas d'eau liquide en raison des températures élevées présentes dans toute son atmosphère».
Ces résultats ne démontrent pas de façon concluante cette nature de l'atmosphère, mais réduisent la dégénérescence à une atmosphère remplie de vapeur ou à une atmosphère avec des nuages épais et de la brume. Bien qu'il ne restreigne pas complètement les possibilités, Bean note que l'application de la spectroscopie de transit à une super-Terre a «franchi une étape importante sur la voie de la caractérisation de ces mondes». Pour une étude plus approfondie, Bean suggère que «[f] des observations de suivi dans la lumière infrarouge à plus longue longueur d'onde sont maintenant nécessaires pour déterminer laquelle de ces atmosphères existe sur le GJ 1214b».
