Gliese 436 b

Vitesses radiales : découverte

Gliese 436 b a été découverte en 2004 par l'équipe de Paul Butler (Carnegie Institute of Washington) et Geoffrey Marcy (Université de Californie à Berkeley)^[7]. Avec 55 Cancri e, Gliese 436 b a été l'une des premières d'une nouvelle classe d'exoplanètes, dont la taille est similaire à celle de Neptune, classe nommée Neptune chauds. Auparavant, seuls des Jupiter chauds avaient été découverts.

La masse de Gliese 436 b a pu être déterminée à l'aide des vitesses radiales. Elle se révèle 22 fois plus grande que celle de la Terre, et donc supérieure d'environ 30 % à celle de Neptune.

Transit

En lumière visible, caractéristiques physiques

En 2007, la planète a été vue transitant devant son étoile. La profondeur des transits observés est de 0,69 %. Cela permet de déterminer le rayon de la planète, très proches de celui de Neptune. En date de mai 2007, Gliese 436 b était donc la plus petite exoplanète connue qui transite devant son étoile.^{[réf. nécessaire]}

En ultraviolet, découverte d'une queue cométaire

Dans une étude publiée le 24 avril 2014 dans The Astrophysical Journal^[11], Jennifer R. Kulow et ses collaborateurs annoncent la première étude dans l'ultraviolet lointain d'une planète de type Neptune chaud, GJ 436 b. Pour cette étude, ils ont utilisé le Space Telescope Imaging Spectrograph (Spectrographe imageur du Télescope spatial) du télescope spatial Hubble. Ils ont utilisé les spectres réalisés en Lyman-α afin de mesurer l'évolution temporelle du flux de l'étoile. Ils rapportent l'observation de variations qu'ils interprètent comme étant dues à l'absorption par l'atmosphère de la planète pendant le transit.

Dans un article paru le 24 juin 2015 sur le site web de la revue Nature^[12], David Ehrenreich et ses collaborateurs annoncent la mesure de transits en ultraviolet, d'une profondeur de 56.3 ± 3.5% (1σ), bien supérieure aux 0,69 % de profondeur observés dans le visible. Ces transits en UV commencent deux heures avant leur contrepartie dans le visible et se terminent plus de trois heures après — un résultat très différent de l'étude de Kulow ci-dessus, en réalité basée sur des éphémérides imprécises. L'interprétation de ce phénomène est la présence d'un énorme nuage principalement composé d'atomes d'hydrogène qui s'étend tel une queue de comète qui traîne derrière GJ 436 b. La planète perdrait ainsi de 10⁸ à 10⁹ grammes (de 100 à 1 000 tonnes) de gaz par seconde. Depuis sa formation, la planète aurait perdu ainsi 10 % de sa masse. Cette « fuite » de gaz est trop faible pour que la planète perde son atmosphère pendant la durée de vie de son étoile.

La queue cométaire, longue d'environ quinze millions de km, tandis qu'un nuage d'hydrogène d'environ trois millions de kilomètres de diamètre se serait formé^[13].

Ce n'est pas la première fois qu'un tel échappement de gaz est observé, mais jusqu'alors c'était autour de planètes très chaudes. La perte de masse atmosphérique affectant d'autant plus les planètes que leur masse est petite, cette découverte suggère que les planètes telluriques chaudes pourraient avoir été initialement des objets tels Neptune mais qui auraient par la suite perdu toute leur atmosphère.

Une orbite autour de son étoile dure environ 2 jours et 15,5 heures terrestres. La température à la surface de la planète est élevée, mais pas autant que sur d'autres exoplanètes d'orbites similaires, car son étoile est une naine de type M (et donc assez froide).

L'orbite de Gliese 436 b est fortement elliptique (e = 0,16), mais se distingue surtout par son inclinaison (i = 80+21
−18°) : la planète passe quasiment au dessus des pôles de son étoile^[15],[16]. Cette orbite polaire et très elliptique pourrait ne pas être ancienne, mais être due à la présence d'une planète perturbatrice plus massive et plus lointaine, encore inconnue. L'activité cométaire de la planète ne daterait elle aussi que de la transformation de l'orbite à partir d'une orbite initiale de faibles inclinaison et ellipticité.

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  Vue d'artiste.
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  Comparaison de la taille relative entre la Terre et la taille de Gliese 436 b.
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  Structure interne possible de Gliese 436 b.
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  Gliese 436 b et son étoile vu dans Celestia.

Les principaux constituants de la planète sont certainement des formes exotiques de « glace chaude »^[17], qui reste solide à cause de la pression élevée des couches externes compressées par la gravité de la planète, malgré sa température de 250 °C^[18]. Une couche d'hydrogène et d'hélium, d'environ 10 % de la masse totale, est probablement nécessaire pour expliquer le rayon de la planète.