Les géantes gazeuses tempérées, dont la température d'équilibre est inférieure à 400 K, constituent une zone encore peu explorée de la spectroscopie atmosphérique des exoplanètes. Parmi elles, l'exoplanète TOI-199 b, qui possède une masse similaire à celle de Saturne et orbite autour d'une étoile de type G tous les 100 jours, se distingue comme l'une des meilleures candidates pour l'étude de l'atmosphère à basse température, avec une température d'équilibre de 350 K. Des observations effectuées avec le télescope spatial James Webb (JWST) en utilisant le mode NIRSpec G395M ont permis d'obtenir un spectre de transmission de cette exoplanète au cours d'un transit. Bien que la précision de ces observations ait été impactée par un léger désalignement du pointage, l'analyse bayésienne a révélé la présence de méthane (CH₄) dans l'atmosphère de TOI-199 b, indiquant une proportion de carbone par rapport à l'hydrogène bien plus élevée que celle du système solaire.
En examinant le spectre, les chercheurs n'ont pas réussi à détecter d'autres molécules comme le dioxyde de carbone (CO₂) ou le monoxyde de carbone (CO), ce qui limite les possibilités de metallicité très élevée dans l'atmosphère de la planète. Plusieurs modèles de brouillard ont été testés, mais aucun n'a montré de préférence claire, suggérant une atmosphère potentiellement claire ou légèrement nuageuse. Une particularité observée dans le spectre était une augmentation de la profondeur de transit autour de 3 micromètres, qui pourrait être attribuée à la présence d'ammoniac (NH₃) ou, plus incertain, de cyanure d’hydrogène (HCN). Des observations ultérieures permettront de trancher entre ces composés, ce qui est crucial pour mieux comprendre la dynamique de l'atmosphère de TOI-199 b.
En parallèle, le système TOI-199 montre des variations dans les temps de transit, ce qui pourrait donner des indication sur un autre géant gazeux non en transit à l'extérieur de cette exoplanète. L'analyse des TTV pour la planète c a permis de réduire de moitié l'incertitude sur sa masse et de préférer un période orbitale légèrement plus longue, tout en restant dans la zone habitable conservatrice, ainsi qu'une excentricité plus élevée que ce qui avait été observé auparavant. TOI-199 b ne représente pas seulement un nouvel ajout aux études d'atmosphères des géantes gazeuses tempérées, mais souligne aussi la tendance émergente selon laquelle ces atmosphères à faible poids moléculaire pourraient afficher des caractéristiques spectrales notables lors des observations en transmission. Ces résultats ouvrent de nouvelles avenues pour explorer la diversité des atmosphères exoplanétaires et leur composition chimique, enrichissant ainsi notre compréhension des mondes qui orbitent autour d'autres étoiles.
Retrouvez l'article scientifique au complet (en anglais) ici : Methane on the temperate exo-Saturn TOI-199b
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