Vue d'artiste de WASP-121 b. © J. Olmsted (STScl), Nasa, ESA
Sciences

Plusieurs métaux détectés dans l'atmosphère surchauffée de cette exoplanète

ActualitéClassé sous :exoplanète , WASP-121 b , HARPS

[EN VIDÉO] Les exoplanètes  Qu'est-ce qu'une exoplanète, où les trouve-t-on et pourquoi sont-elles si intéressantes ? Réponse en vidéo ! 

Sur Terre, l'atmosphère est constituée essentiellement de diazote et de dioxygène. Cependant, quand on regarde du côté des exoplanètes, on peut trouver dans leur atmosphère des espèces chimiques bien plus exotiques. C'est ainsi que pas moins de sept métaux sous forme gazeuse ont été détectés autour de la géante surchauffée WASP-121 b.

Dans l'atmosphère des planètes du Système solaire, on trouve plutôt des espèces chimiques volatiles comme le diazote, le dioxyde de carbone ou encore le dihydrogène. Cependant, quand on regarde du côté des exoplanètes, on peut parfois trouver des espèces bien plus exotiques.

Dans une nouvelle étude publiée dans Astronomy & Astrophysics (en libre accès sur arXiv), une équipe internationale de chercheurs dirigée par le Pôle de recherche national suisse PlanetS, mené par les universités de Berne et de Genève, a étudié l'atmosphère de WASP-121 b lors de ses transits devant son étoile grâce au spectrographe à haute résolution Harps.

WASP-121 b est une exoplanète d'une masse comparable à celle de Jupiter, mais dont la température atteint 2.500 à 3.000 degrés Celsius. Ce Jupiter ultra-chaud, situé à 850 années-lumière de la Terre dans la constellation de la Poupe, se trouve environ 40 fois plus près de son étoile que la Terre du Soleil et en fait le tour en seulement 1,27 jour.

Une atmosphère métallique

Jens Hoeijmakers, le premier auteur de l'étude, explique que des études antérieures avaient déjà montré que beaucoup de choses se passent dans l'atmosphère de WASP-121 b, malgré le fait que les astronomes avaient supposé que les planètes ultra-chaudes auraient des atmosphères plutôt simples car peu de composés chimiques complexes peuvent se former avec une telle chaleur. « Des études antérieures ont tenté d'expliquer ces observations par des théories qui ne me semblaient guère plausibles », précise-t-il. Ces études avaient soupçonné que les molécules contenant du vanadium, un métal relativement rare, étaient la cause principale de l'atmosphère complexe de WASP-121 b. Selon Jens Hoeijmakers, cela n'aurait de sens que si le titane, plus commun, était lui absent. Le scientifique et ses collègues ont donc cherché une autre explication mais, à sa grande surprise, « nous avons en fait trouvé de fortes signatures de vanadium dans les observations ». Cependant, le titane était bien absent, confirmant ainsi l'hypothèse de Jens Hoeijmakers.

Outre le vanadium, les scientifiques ont détecté pas moins de six autres métaux : le fer, le chrome, le calcium, le sodium, le magnésium et le nickel.

Harps (High Accuracy Radial velocity Planet Searcher), le spectrographe équipant le télescope de 3,6 mètres de l'ESO, à La Silla (Chili). C'est grâce à cet instrument que Jens Hoeijmakers et ses collègues ont pu détecter plusieurs métaux dans l'atmosphère de WASP-121 b. © ESO

Une nouvelle ère dans l'étude des atmosphères d'exoplanètes

Ces résultats permettent aux chercheurs de mieux comprendre les processus chimiques qui se déroulent sur ces planètes. Ces études démontrent que, dans un futur relativement proche, lorsque des télescopes et des spectrographes plus grands et plus sensibles seront mis au point, ceux-ci permettront aux astronomes d'étudier les propriétés de planètes rocheuses plus petites et plus froides, semblables à la Terre : « Avec les mêmes techniques que celles que nous utilisons aujourd'hui, au lieu de se contenter de détecter les signatures du fer ou du vanadium gazeux, nous pourrons nous concentrer sur des biosignatures telles que celles de l'eau, de l'oxygène et du méthane », se réjouit déjà Jens Hoeijmakers.

L'astronome souligne que, outre confirmer le caractère ultra-chaud de WASP-121 b, ces résultats montrent que ce domaine de recherche entre dans une nouvelle ère : « Après des années de catalogage de ce qui existe, nous ne nous contentons plus de prendre des mesures, mais nous commençons vraiment à comprendre ce que les données des instruments nous montrent. Comment les planètes se ressemblent et diffèrent les unes des autres. De la même façon, peut-être, que Charles Darwin a commencé à développer la théorie de l'évolution après avoir caractérisé d'innombrables espèces animales, nous commençons à mieux comprendre comment ces exoplanètes se sont formées et comment elles fonctionnent. »

  • WASP-121 b est une exoplanète de type Jupiter ultra-chaud, une géante gazeuse dont la température dépasse 2.500 °C.
  • En analysant par spectroscopie les transits de cette planète devant cette étoile, pas moins de sept métaux sous forme gazeuse ont été détectés dans son atmosphère.
  • Ces résultats permettent de mieux comprendre les processus chimiques qui se déroulent sur ces planètes.
  • Ils montrent par ailleurs que, dans un futur relativement proche, la détection de molécules atmosphériques deviendra possible pour des planètes plus petites et moins chaudes, cibles privilégiées pour la recherche de biosignatures.
Abonnez-vous à la lettre d'information La quotidienne : nos dernières actualités du jour. Toutes nos lettres d’information

!

Merci pour votre inscription.
Heureux de vous compter parmi nos lecteurs !