Des astronomes révèlent le premier Jupiter chaud dont l’atmosphère est dépourvue de nuages

WASP-62b premier jupiter chaud sans nuages
Vue d'artiste du Jupiter chaud WASP-62b. | M. Weiss/Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics

Récemment, des astronomes ont mis au jour la première planète semblable à Jupiter (un Jupiter chaud) dont l’atmosphère observable est dépourvue de nuages et de brume. Cela fait longtemps que les astronomes tentent d’observer une telle planète, dont celle-ci, détectée en 2012 et dont l’observation récente de l’atmosphère a donné lieu à cette annonce confirmant les prédictions.

La géante gazeuse, nommée WASP-62b, a été détectée pour la première fois en 2012 par le biais du projet WASP (Wide Angle Search for Planets). Son atmosphère, cependant, n’avait jamais été étudiée de près jusqu’à présent. « Pour ma thèse, j’ai travaillé sur la caractérisation des exoplanètes », explique Munazza Alam, étudiante diplômée au Centre d’astrophysique et qui a dirigé l’étude. « Je sélectionne des planètes découvertes et je les suis pour caractériser leurs atmosphères ».

WASP-62b est un Jupiter chaud — une planète géante gazeuse de masse semblable ou supérieure à celle de Jupiter (soit 1,9×1027 kg) — situé à 575 années-lumière. Il fait environ la moitié de la masse de Jupiter. Cependant, contrairement à notre plus grande géante gazeuse, qui met près de 12 ans pour effectuer une orbite complète autour du Soleil, WASP-62b effectue une rotation autour de son étoile en seulement quatre jours et demi. Cette proximité avec l’étoile hôte la rend extrêmement chaude, d’où sa classification en tant que « Jupiter chaud ».

« Les exoplanètes dont l’atmosphère est exempte de nuages et de brume sèche, aux pressions mesurées par spectroscopie de transmission, représentent une opportunité précieuse pour une caractérisation atmosphérique détaillée et des contraintes précises d’abondance chimique », peut-on lire dans le document, publié ce mois-ci dans la revue The Astrophysical Journal Letters.

À l’aide du télescope spatial Hubble, Alam a enregistré des données et des observations de la planète en utilisant la spectroscopie — l’étude du rayonnement électromagnétique, pour aider à détecter les éléments chimiques. Elle a spécifiquement surveillé WASP-62b alors qu’elle passait (trois fois en tout) devant son étoile hôte, faisant des observations en lumière visible, permettant de détecter notamment la présence de sodium et de potassium dans l’atmosphère d’une planète.

WASP-62b premier jupiter chaud sans nuages
Vue d’artiste de WASP-62b, la première planète semblable à Jupiter découverte étant en plus dépourvue de nuages ​​et de brume dans son atmosphère observable. © M. Weiss/Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics

« J’admets qu’au début je n’étais pas trop enthousiasmé par cette planète », déclare Alam. « Mais une fois que j’ai commencé à jeter un œil aux données, je me suis enthousiasmée ». Bien qu’il n’y ait eu aucune preuve de présence de potassium, la présence de sodium était remarquablement évidente. L’équipe de recherche a pu distinguer les lignes d’absorption du sodium complètes dans ses données, ou en d’autres termes, son empreinte digitale complète. Les nuages ​​ou la brume dans l’atmosphère obscurciraient la signature complète du sodium, et les astronomes ne peuvent généralement distinguer que de petits indices de sa présence. « C’est une preuve irréfutable que nous constatons une atmosphère claire », ajoute-t-elle.

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Il faut savoir que les planètes dépourvues de nuages ​​sont extrêmement rares. En effet, les astronomes estiment que moins de 7% des exoplanètes ont une atmosphère claire, selon une étude récente. Par exemple, la première et l’unique autre exoplanète connue avec une atmosphère dépourvue de nuages a été découverte en 2018. Nommée WASP-96b, elle est classée comme « Saturne chaud » (le même principe qu’un Jupiter chaud mais relatif à Saturne).

Les astronomes pensent que l’étude des exoplanètes avec des atmosphères sans nuages ​​peut conduire à une meilleure compréhension de la façon dont elles se sont formées. « Leur rareté suggère qu’il se passe quelque chose d’autre, ou qu’elles se sont formées d’une manière différente de la plupart des planètes », explique Alam. Les atmosphères claires facilitent également l’étude de la composition chimique des planètes, ce qui peut aider à identifier de quoi elle est faite.

Avec le lancement du télescope spatial James Webb plus tard cette année, l’équipe espère avoir de nouvelles opportunités d’étudier et mieux comprendre WASP-62b. Les technologies améliorées du télescope, comme une résolution plus élevée et une meilleure précision, devraient les aider à sonder l’atmosphère encore plus précisément, pour rechercher la présence davantage d’éléments, comme le silicium.

Source : The Astrophysical Journal Letters

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