Une exoplanète perd son atmosphère sous les yeux du télescope Webb

Grâce au télescope spatial James Webb (JWST), une équipe dirigée par le chercheur Vigneshwaran Krishnamurthy, de l’Université McGill, a observé un immense nuage de gaz d’hélium s’échappant d’une exoplanète géante lointaine, nommée WASP-107 b.

Vigneshwaran Krishnamurthy, le chercheur qui a mené cette étude.

Les résultats, publiés dans Nature Astronomy le 1 décembre 2025, constituent une première : bien que des nuages d’hélium aient déjà été observés, c’est la première fois que le télescope James Webb en capte un aussi étendu. Il y a tant de gaz qui s’échappe de la planète que le nuage s’étend sur une distance de dix fois le rayon de la planète, et précède même la planète sur son orbite.

« Le télescope James Webb a détecté pour la première fois l’échappement d’hélium sur cette planète, et il s’agit de la détection la plus claire à ce jour d’une absorption d’hélium pré-transit pour une exoplanète », explique Vigneshwaran Krishnamurthy, l’auteur principal de l’étude, qui est chercheur postdoctoral à l’Institut spatial Trottier de l’Université McGill et membre de l’Institut Trottier de recherche sur les exoplanètes (IREx).

Cette découverte jette un nouvel éclairage sur l’évolution de l’atmosphère des planètes, particulièrement celles des géantes gazeuses comme WASP-107b, qui se forment sans doute plus loin de leur étoile avant de migrer vers une orbite plus rapprochée, où la chaleur intense contribue à éroder leur enveloppe gazeuse.

Un immense nuage d’hélium

L’équipe de scientifiques, affiliés à l’Université McGill, à l’Université de Genève, à l’Université de Chicago et à l’Université de Montréal, ont utilisé le spectrographe imageur infrarouge sans fente (NIRISS), l’instrument canadien du télescope spatial James Webb.

L’exoplanète WASP-107b, leur cible, se trouve sept fois plus près de son étoile que Mercure ne l’est du Soleil. Elle a un diamètre équivalant à 94 % de celui de Jupiter, mais ne possède que 12 % de sa masse. On surnomme parfois ces planètes des planètes « barbe-à-papa », étant donné que leur faible densité rappelle celle de la friandise.

Découverte en 2017, cette planète a déjà été largement étudiée, notamment dans le cadre d’un programme de 2021 dirigé par Caroline Piaulet-Ghorayeb, alors étudiante au doctorat à l’Université de Montréal et membre de l’IREx.

Grâce à NIRISS, l’équipe a détecté un vaste nuage d’hélium, appelée une exosphère, qui s’étend sur près de dix fois le rayon de la planète. Ce nuage bloque partiellement la lumière de l’étoile avant même que la planète ne passe devant cette dernière. 

« Nos modèles d’échappement atmosphérique confirment la présence de nuages d’hélium, à l’avant et à l’arrière de la planète, qui s’étendent dans la direction du mouvement orbital sur près de dix fois le rayon de la planète », explique Yann Carteret, coauteur de l’étude et spécialiste de la modélisation atmosphérique à l’Université de Genève.

Les chercheurs ont également confirmé, avec plus de certitude qu’auparavant, la présence d’eau dans l’atmosphère de la planète, grâce à des observations du télescope spatial Hubble.

Migration planétaire et transformation

La détection d’eau et d’indices de mélange chimique dans l’atmosphère de WASP-107b offre des indices précieux sur son histoire de formation et de migration. Les données suggèrent que la planète s’est formée loin de son orbite actuelle, puis s’est rapprochée de son étoile, ce qui expliquerait son atmosphère boursoufflée et sa perte de gaz.

« La quantité d’oxygène dans l’atmosphère de WASP-107b est plus élevée que ce qu’on attendrait si elle s’était formée aussi près de son étoile. La présence d’une autre planète, WASP-107c, beaucoup plus éloignée, pourrait avoir joué un rôle dans cette migration », indique Caroline Piaulet-Ghorayeb, maintenant chercheuse à l’Université de Chicago, qui a modélisé le spectre de transmission obtenu avec NIRISS.

De plus, dans une planète aussi gonflée, la grande sensibilité de NIRISS aurait dû permettre de détecter facilement du méthane. 

« Le fait qu’on ne détecte pas de méthane soutient l’idée que du gaz plus chaud, pauvre en méthane, provenant des couches profondes, remonte dans l’atmosphère supérieure. Cela indique un mélange vertical vigoureux », indique Piaulet-Ghorayeb.

Dans l’ensemble, ces nouvelles données du Télescope Webb brossent un tableau riche de la manière dont l’atmosphère de WASP-107b est façonnée par son environnement. Cette étude constitue une référence précieuse pour mieux comprendre l’évolution et la dynamique de ces mondes lointains,et illustre le potentiel unique de Webb pour observer les processus d’échappement atmosphérique.

Communiqué de presse rédigé par Marie-Eve Naud.

Pour en savoir plus

Continuous helium absorption from the leading and trailing tails of WASP-107 b, par Vigneshwaran Krishnamurthy et al., a été publiée dans Nature Astronomy. En plus de Vigneshwaran Krishnamurthy (McGill, TSI, IREx), Yann Carteret (Université de Genève) et Caroline Piaulet-Ghorayeb (maintenant à l’Université de Chicago, ancienne de l’UdeM, IREx), l’équipe comprend Jared Splinter, Dhvani Doshi, Michael Radica (maintenant à l’Université de Chicago), Louis-Philippe Coulombe, Romain Allart, Nicolas B. Cowan, David Lafrenière, Loïc Albert, Lisa Dang, Stefan Pelletier (maintenant à l’Université de Genève), Jason F. Rowe, Pierre-Alexis Roy de l’IREx, ainsi que sept coauteurs provenant de la Suisse, des États-Unis, du Canada et du Royaume-Uni.

Contact scientifique

Vigneshwaran Krishnamurthy
Chercheur
Institut Trottier de recherche sur les exoplanètes (IREx), Université McGill
vigneshwaran.krishnamurthy@mcgill.ca

Personnes-ressources pour les médias

Nathalie Ouellette
Scientifique chargée des communications sur le télescope spatial James Webb
Institut Trottier de recherche sur les exoplanètes (IREx), Université de Montréal
613-531-1762
nathalie@astro.umontreal.ca

Liens utiles

• Article scientifique – Nature Astronomy (publication officielle)
• Article scientifique – Version en libre accès
• Communiqué de presse l’Université McGill – Anglais – Français
• Communiqué de presse de l’Université de Genève