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L'exoplanète extrême a une atmosphère complexe et exotique


Une équipe internationale composée de chercheurs de l'Université de Berne et de l'Université de Genève ainsi que du Pôle de recherche national (NCCR) PlanetS a analysé en détail l'atmosphère de l'une des planètes les as well as extrêmes connues. Les résultats de cette planète chaude semblable à Jupiter, qui a été caractérisée pour la première fois à l'aide du télescope spatial CHEOPS, pourraient aider les astronomes à comprendre la complexité de nombreuses autres exoplanètes, y compris les planètes semblables à la Terre.

L'atmosphère de la Terre n'est pas une enveloppe uniforme mais se compose de couches distinctes qui ont chacune des propriétés caractéristiques. La couche la in addition basse qui s'étend du niveau de la mer au-delà des moreover hauts sommets des montagnes, par exemple - la troposphère -, contient la majeure partie de la vapeur d'eau et est donc la couche dans laquelle se produisent la plupart des phénomènes météorologiques. La couche au-dessus d'elle - la stratosphère - est celle qui contient la fameuse couche d'ozone qui nous protège des rayons ultraviolets nocifs du Soleil.

Dans une nouvelle étude parue dans la revue Character Astronomy, une équipe internationale de chercheurs dirigée par l'Université de Lund montre pour la première fois que l'atmosphère de l'une des planètes les furthermore extrêmes connues peut également avoir des couches distinctes similaires - bien qu'avec caractéristiques très différentes.

Un cocktail exotique pour une ambiance

WASP-189b est une planète en dehors de notre propre système solaire, située à 322 années-lumière de la Terre. Des observations approfondies avec le télescope spatial CHEOPS en 2020 ont révélé entre autres que la planète est 20 fois moreover proche de son étoile hôte que la Terre ne l'est du Soleil et a une température diurne de 3200 degrés Celsius. Des investigations as well as récentes avec le spectrographe HARPS à l'observatoire de La Silla au Chili ont permis pour la première fois aux chercheurs d'examiner de additionally près l'atmosphère de cette planète semblable à Jupiter.

"Nous avons mesuré la lumière provenant de l'étoile hôte de la planète et traversant l'atmosphère de la planète. Les gaz de son atmosphère absorbent une partie de la lumière des étoiles, similaire à l'ozone absorbant une partie de la lumière du soleil dans l'atmosphère terrestre, et laissent ainsi leur" empreinte ". Avec l'aide de HARPS, nous avons pu identifier les substances correspondantes », explique Bibiana Prinoth, auteure principale de l'étude et doctorante à l'Université de Lund. Selon les chercheurs, les gaz qui ont laissé leurs empreintes digitales dans l'atmosphère de WASP-189b comprenaient du fer, du chrome, du vanadium, du magnésium et du manganèse.

Une « couche d'ozone » sur une planète extrêmement chaude ?

Une substance particulièrement intéressante découverte par l'équipe est un gaz contenant du titane : l'oxyde de titane. Bien que l'oxyde de titane soit très exceptional sur Terre, il pourrait jouer un rôle essential dans l'atmosphère de WASP-189b, similaire à celui de l'ozone dans l'atmosphère terrestre. "L'oxyde de titane absorbe le rayonnement à ondes courtes, tel que le rayonnement ultraviolet. Sa détection pourrait donc indiquer une couche dans l'atmosphère de WASP-189b qui interagit avec l'irradiation stellaire de la même manière que la couche d'ozone sur Terre", co-auteur de l'étude Kevin Heng, professeur d'astrophysique à l'Université de Berne et membre du PRN PlanetS, explique.

En effet, les chercheurs ont trouvé des indices d'une telle couche et d'autres couches sur la planète ultra-chaude semblable à Jupiter. "Dans notre analyse, nous avons vu que les 'empreintes digitales' des différents gaz étaient légèrement modifiées par rapport à nos attentes. Nous pensons que des vents forts et d'autres processus pourraient générer ces altérations. Et parce que les empreintes digitales des différents gaz ont été modifiées de différentes manières, nous pensons que cela indique qu'ils existent dans différentes couches - de la même manière que les empreintes digitales de la vapeur d'eau et de l'ozone sur Terre apparaîtraient différemment modifiées à distance, car or truck elles se produisent principalement dans différentes couches atmosphériques ", explique Prinoth. Ces résultats pourraient changer la façon dont les astronomes étudient les exoplanètes.

Une autre façon de regarder les exoplanètes

"Dans le passé, les astronomes supposaient souvent que les atmosphères des exoplanètes existaient sous la forme d'une couche uniforme et essayaient de la comprendre en tant que telle. Mais nos résultats démontrent que même les atmosphères des planètes gazeuses géantes intensément irradiées ont des structures tridimensionnelles complexes", étudie co -auteur et maître de conférences associé à l'Université de Lund, Jens Hoeijmakers souligne.

"Nous sommes convaincus que pour être en mesure de comprendre pleinement ces styles de planètes et d'autres - y compris celles in addition similaires à la Terre, nous devons apprécier la nature tridimensionnelle de leurs atmosphères. Cela nécessite des innovations dans les methods d'analyse des données, la modélisation informatique et théorie atmosphérique fondamentale », conclut Kevin Heng.