Des astronomes parviennent à étudier la météo d’une exoplanète distante

L’exoplanète lointaine WASP-127b suscite un grand intérêt pour les chercheurs en raison de ses caractéristiques hors du commun, dont notamment une hypothétique épaisse couche nuageuse. Récemment, une équipe internationale d’astronomes a pu confirmer la présence de ces nuages sur l’exoplanète, puis est parvenue à mesurer leur altitude avec une précision sans précédent.

En combinant les données d’un télescope spatial et d’un télescope terrestre, l’équipe a pu révéler la structure supérieure de l’atmosphère de la planète. Cela ouvre la voie à des études similaires sur de nombreux autres mondes lointains. L’étude a été présentée lors du Congrès scientifique Europlanet 2021 par le Dr Romain Allart.

WASP-127b, située à plus de 525 années-lumière, est une « Saturne chaude » — une planète géante de masse similaire à Saturne qui orbite très près de son étoile. L’équipe a observé la planète passer devant son étoile hôte afin de détecter les motifs qui s’incrustent dans la lumière de l’étoile lorsqu’elle est filtrée par l’atmosphère de la planète et altérée par ses constituants chimiques.

Combiner observations infrarouges et mesures en lumière visible
En combinant les observations infrarouges du télescope spatial Hubble (HST) de l’ESA/NASA et les mesures en lumière visible du spectrographe ESPRESSO du Very Large Telescope de l’Observatoire européen austral au Chili, les chercheurs ont pu sonder différentes régions de l’atmosphère. Et les résultats ont apporté quelques surprises. L’Echelle SPectrograph for Rocky Exoplanets and Stable Spectroscopic Observations (ESPRESSO) est le spectrographe le plus précis au monde pour les mesures de vitesse radiale, une méthode permettant de détecter les exoplanètes.

Tout d’abord, comme cela a déjà été constaté pour ce type de planète, les astronomes ont détecté la présence de sodium, mais à une altitude beaucoup plus basse que celle à laquelle ils s’attendaient. Deuxièmement, il y avait de forts signaux de vapeur d’eau dans l’infrarouge, mais aucun dans les longueurs d’onde visibles.

« Cela implique que la vapeur d’eau à des niveaux inférieurs est filtrée par des nuages qui sont opaques aux longueurs d’onde visibles, mais transparents dans l’infrarouge », a déclaré Allart, de l’iREx/Université de Montréal et de l’Université de Genève, qui a dirigé l’étude. Les données combinées des deux instruments ont permis aux chercheurs de réduire l’altitude des nuages à une couche atmosphérique dont la pression se situe entre 0,3 et 0,5 millibar.

« Nous ne connaissons pas encore la composition des nuages, si ce n’est qu’ils ne sont pas composés de gouttelettes d’eau comme sur Terre », a déclaré Allart. « Nous sommes également perplexes quant à la raison pour laquelle le sodium se trouve dans un endroit inattendu sur cette planète. Les études à venir nous aideront à mieux comprendre non seulement la structure atmosphérique, mais aussi WASP-127b, qui s’avère être un endroit fascinant ».

WASP-127b, une planète qui suscite un intérêt grandissant
Avec une orbite complète autour de son étoile se produisant en environ quatre jours, WASP-127b reçoit 600 fois plus d’irradiation que la Terre et connaît des températures allant jusqu’à 1100 degrés Celsius. Cela « gonfle » la planète jusqu’à un rayon 1,3 fois plus grand que celui de Jupiter, avec seulement un cinquième de sa masse, ce qui en fait l’une des exoplanètes les moins denses ou les plus « pelucheuses » jamais découvertes.

La nature étendue des exoplanètes « duveteuses » les rend plus faciles à observer, et WASP-127b est donc une candidate idéale pour les chercheurs travaillant sur la caractérisation de l’atmosphère. Les observations de l’équipe avec l’instrument ESPRESSO suggèrent également que, contrairement aux planètes de notre système solaire, WASP-127b orbite non seulement dans la direction opposée à celle de son étoile, mais aussi dans un plan différent du plan équatorial.

« Un tel alignement est inattendu pour une Saturne chaude dans un vieux système stellaire, et pourrait être causé par un compagnon inconnu », a déclaré Allart. Toutes ces caractéristiques uniques font de WASP-127b une planète qui sera probablement très étudiée à l’avenir.

Une nouvelle méthode pour détecter la vapeur d’eau sur les exoplanètes lointaines
« Nous proposons un nouveau cadre pour rechercher la vapeur d’eau et d’autres espèces moléculaires à haute résolution. Malgré la bonne qualité des données, nous n’avons pas détecté de vapeur d’eau. Cependant, nous avons combiné ce résultat avec une détection à basse résolution d’eau à 1,3 micron pour contraindre la présence de nuages dans l’atmosphère de WASP-127b », écrivent les chercheurs.

Selon les chercheurs, leur étude montre pour la première fois que les données visibles à haute résolution peuvent être utilisées pour différencier les exoplanètes nuageuses et non nuageuses en mesurant la teneur en eau, et peuvent également fournir des informations essentielles sur la pression de la couche nuageuse. « Le cadre développé ici pour mesurer cette teneur en eau sera appliqué à d’autres exoplanètes dans l’enquête atmosphérique ESPRESSO GTO et d’autres enquêtes, telles que l’enquête atmosphérique NIRPS GTO », ajoutent-ils.

Source : https://trustmyscience.com/astronomes-parviennent-etudier-meteo-exoplanete-distante/

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