Une planète brûlante se fait pousser deux queues express
La planète WASP-121b est si proche de son étoile que la chaleur fait évaporer son atmosphère, qui s'échappe comme les queues d'une comète. Grâce au télescope James Webb, les astronomes ont pour la première fois observé ce processus en continu. Il s'avère que l'hélium de l'atmosphère est étiré en deux immenses traînées qui s'étendent sur 60 % de l'orbite, soit des centaines de millions de kilomètres. L'une des queues, poussée par le rayonnement stellaire, dépasse la planète et retombe sur l'étoile. L'autre s'étire derrière et s'éloigne. Ainsi, la planète se transforme en une sorte de comète, perdant son enveloppe gazeuse. Auparavant, on n'avait jamais pu observer ces doubles queues dans leur intégralité. Cela aide à comprendre à quelle vitesse les mondes gazeux meurent autour d'autres soleils. Les observations ont été menées dans une lueur particulière de l'hélium qui, grâce à la spectroscopie, permet de voir même les couches les plus ténues de l'atmosphère, comme si l'on scrutait les profondeurs de la météo cosmique.
Résumé original
tel que rédigé par les auteurs, en anglais arXiv:2510.09809
Atmospheric escape of planets on short orbital periods, driven by the host star's irradiation, influences their evolution, composition, and atmospheric dynamics. Our main avenue to probe atmospheric escape is through the near-infrared metastable helium triplet, which has enabled mass loss rate measurements for tens of exoplanets. Among them, only a few studies show evidence for out-of-transit absorption, supporting the presence of a hydrodynamic outflow. However, none of these observations precisely identified the physical extent of the outflow, either due to non-continuous or short-duration observations. This limits our measurements of accurate mass loss rates. Here we present the first continuous, full-orbit helium phase curve monitoring of an exoplanet, the ultra-hot Jupiter WASP-121b, obtained with JWST/NIRISS. It reveals helium absorption for nearly 60% of the orbit at >3sigma significance. Our results show that WASP-121b sustains a strong outflow, separating into two tails trailing and leading the planet. The persistent absorption from these tails, together with their measured radial velocity shifts, suggests that they remain in a collisional fluid regime at large distances from the planet and display very different dynamics. The leading trail has a higher density and moves toward the star, whereas the trailing trail is being pushed away from the star, with the latter being blue-shifted due to stellar irradiation pressure. While qualitatively agreeing with theoretical expectations, the observed structure of helium is not self-consistently reproducible by current models, limiting constraints on the mass loss rate. Furthermore, we show that while ground-based observations of the helium triplet are essential to measure the outflow dynamics precisely, they ideally should be combined with continuous JWST phase curves to constrain the absolute level of helium absorption.
La lueur particulière de l'hélium permet de sonder les couches les plus hautes et les plus gonflées des atmosphères d'exoplanètes, là où la lumière ordinaire ne pénètre pas.