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Les atmosphères exoplanétaires

«Étudier et comprendre l’atmosphère des exoplanètes est un pas indispensable sur la voie de l’une des plus anciennes questions posées par l’humanité : sommes nous seuls ?», écrit Kevin Heng, directeur du Centre pour l’espace et l’habitabilité de l’Université de Berne et membre de PlanetS. Dans son nouveau manuel sur la théorie des atmosphères exoplanétaires, il donne aux étudiants les outils d’apprentissage et de recherche dans ce vaste domaine interdisciplinaire.

Kevin Heng, Directeur de «Center for Space and Habitability» (CSH) à l’Université de Berne. (Photo: Alessandro Della Bella)

À l’origine, Kevin Heng a étudié les restes de supernova. Mais après sa thèse de doctorat en 2007, il est passé au thème des atmosphères des exoplanètes, les planètes orbitant des étoiles autres que notre Soleil. Aujourd’hui, il est l’un des plus grands experts mondiaux dans ce jeune domaine de recherche. «L’objectif théorique ultime est de comprendre l’atmosphère exoplanétaire de manière à ce que nous puissions déduire la présence de la vie à partir de l’enregistrement des spectres et des courbes de Phase, à des distances galactiques», écrit l’auteur dans son manuel.

Après les premières découvertes d’exoplanètes au milieu des années 1990, la détection confirmée de ces objets a augmenté de façon exponentielle et se chiffre aujourd’hui à plusieurs milliers. «Il semble que la nature soit infiniment plus créative que nous pour former ces nouveaux mondes», écrit Heng en mentionnant les Jupiters chauds, des exoplanètes de la taille de Jupiter et proche de leur soleil, les super Terres, des exoplanètes dont les rayons se situent entre ceux de la Terre et de Neptune et qui n’existent pas dans le Système Solaire, des systèmes multiplanétaires étroitement imbriqués et des exoplanètes circumbinaires, celles qui orbitent une paire d’étoiles comme Tatooine, la planète de Luke Skywalker dans Star Wars.

«La théorie pour interpréter les observations est la clé»

«Quelle est la myriade de mondes que la nature a formé dans l’univers? Quel est l’inventaire chimique de ces mondes? Et combien d’entre eux sont susceptibles d’abriter la vie», demande Kevin Heng. Pour en savoir plus, les astronomes construisent des télescopes de plus en plus puissants pour balayer le ciel depuis le sol et depuis l’espace. Mais pour analyser et comprendre les données recueillies, une solide connaissance des différentes disciplines telles que la climatologie, l’astronomie et l’astrophysique, la chimie, la géologie et la géophysique, les sciences planétaires et même la biologie sont nécessaires.

«Les observations seules ne suffisent pas, la théorie pour interpréter les observations et guider la future stratégie d’observation est essentielle», affirme Sara Seager dans son avant-propos. Selon la célèbre professeure de science planétaire du MIT, le livre de Kevin Heng est le texte, à ce jour, le plus complet sur les atmosphères exoplanétaires. L’auteur explique qu’il voulait d’abord l’écrire dans le style des «atmosphères exoplanétaires pour les nuls», mais il admet que cela s’est transformé en quelque chose de «légèrement plus sophistiqué». En effet, les formules requièrent une bonne connaissance de la physique et des mathématiques, mais la prose narrative montre l’amour de l’auteur pour l’écriture et ses compétences dans l’assemblage des sujets. Un peu à la même manière d’un cuisinier qui prépare une recette «ayant été à une école culinaire avec une formation de chef », comme il le dit.

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Kevin Heng: Exoplanetary Atmospheres – Theoretical Concepts and Foundations, January 2017, Princeton University Press. ISBN: 9780691166988

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