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Atmosphère extraterrestre : un « arc-en-ciel » détecté sur une exoplanète qui pleut du fer en fusion

SciTechDaily

Chaque gloire est unique, selon la composition de l'atmosphère de la planète et les couleurs de la lumière de l'étoile qui l'éclaire. WASP-76 (le « soleil » de WASP-76b) est une étoile de séquence principale jaune et blanche comme notre Soleil, mais différentes étoiles créent des gloires avec des couleurs et des motifs différents. Crédit : ESA, travaux réalisés par ATG sous contrat pour l'ESA. CC BY-SA 3.0 IGO, édité

De nouvelles observations du télescope spatial suggèrent l’existence d’une « gloire » dans l’atmosphère de WASP-76b, un phénomène lumineux semblable à un arc-en-ciel.

Le télescope spatial CHEOPS, dont le centre d'opérations scientifiques est basé à l'Université de Genève (UNIGE), fournit de nouvelles informations sur le mystérieux exoplanète GUÊPE-76b. Cette géante ultra-chaude se caractérise par une asymétrie entre la quantité de lumière observée sur son terminateur oriental – la ligne fictive qui sépare son côté nuit de son côté jour – et celle observée sur son terminateur ouest. Cette particularité serait due à une « gloire », un phénomène lumineux semblable à un arc-en-ciel, qui se produit si la lumière de l’étoile – le « soleil » autour duquel orbite l’exoplanète – est réfléchie par des nuages ​​constitués d’une couche parfaitement uniforme. substance. Si cette hypothèse se confirme, ce serait la première détection de ce phénomène en dehors de notre système solaire. Ce travail, réalisé en collaboration avec le Agence spatiale européenne (ESA) et le Université de Berne (UNIBE), est publié dans Astronomie et astrophysique.

WASP-76b est une planète géante ultra-chaude. Tournant autour de son étoile hôte douze fois plus près que Mercure ne tourne autour de notre Soleil, elle reçoit plus de 4 000 fois le rayonnement solaire sur Terre. « L'exoplanète est « gonflée » par le rayonnement intense de son étoile. Donc, bien qu'il soit 10% moins massif que notre cousin Jupiterelle est presque deux fois plus grande», explique Monika Lendl, professeure assistante au Département d'astronomie de la Faculté des sciences de l'UNIGE et co-auteure de l'étude.

Éléments qui formeraient des roches sur Terre
fondre et s'évaporer, créant des nuages ​​de fer
qui gouttent une pluie de fer fondu.

Depuis sa découverte en 2013, WASP-76b a fait l’objet d’un examen minutieux de la part des astronomes. Une image étrangement infernale se dessine. Un côté de la planète fait toujours face à son étoile, atteignant des températures de 2 400 degrés. Celsius. Les éléments qui formeraient des roches sur Terre fondent et s’évaporent ici, avant de se condenser du côté nocturne légèrement plus frais, créant des nuages ​​de fer qui dégoulinent d’une pluie de fer en fusion.

L’apport crucial du CHEOPS

L’une des observations les plus troublantes pour les astronomes est l’asymétrie entre les deux terminateurs de la planète. Le terminateur est la ligne imaginaire qui sépare les côtés jour et nuit d'une planète. Dans le cas de WASP-76b, les observations montrent une augmentation de la quantité de lumière provenant du terminateur situé à l'est de la planète par rapport à celui situé à l'ouest.

Pour résoudre ce mystère, les astronomes ont eu recours à pas moins de vingt-trois observations avec le télescope spatial CHEOPS, réparties sur trois ans. Le satellite de l'ESA, piloté par la Suisse et dont le centre d'opérations scientifiques est au Département d'astronomie de l'UNIGE, a observé de nombreuses éclipses secondaires de la planète (lorsqu'elle passe derrière son étoile) et plusieurs courbes de phase (observation continue pendant une révolution complète de la planète). planète).

CHEOPS

Vue d'artiste de CHEOPS. Crédit : © ESA / ATG medialab

En combinant ces nouvelles données avec celles d'autres télescopes (TESSHubble et Spitzer), les astronomes ont pu avancer une hypothèse surprenante pour expliquer l'excès de flux lumineux sur la face orientale de la planète : « Cette lueur inattendue pourrait être provoquée par une réflexion forte, localisée et anisotrope, c'est-à-dire qui Cela dépend de la direction, ce que nous appelons une gloire », explique Olivier Demangeon, chercheur à l'Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço au Portugal et auteur principal de l'étude.

Une première en dehors de notre système solaire

Les gloires sont des phénomènes courants sur Terre. Ils ont également été observés sur Vénus. Cet effet, semblable à celui d’un arc-en-ciel, se produit lorsque la lumière est réfléchie par des nuages ​​constitués de gouttelettes parfaitement uniformes. Dans le cas de la Terre, les gouttelettes sont constituées d’eau, mais la nature de ces gouttelettes sur WASP-76b reste mystérieuse. Il pourrait s'agir de fer, car celui-ci a déjà été détecté dans l'atmosphère extrêmement chaude de la planète. La détection de ce phénomène sur WASP-76b est la première du genre en dehors de notre système solaire.

Détecter de si petits phénomènes
à une si grande distance permettra aux scientifiques
pour en identifier d’autres qui sont tout aussi cruciales.

« La raison pour laquelle une telle gloire n’a jamais été observée en dehors de notre système solaire est que ce phénomène nécessite des conditions très spécifiques. Tout d’abord, les particules atmosphériques doivent être presque parfaitement sphériques, complètement uniformes et suffisamment stables pour être observées pendant une longue période. Ces gouttelettes doivent être directement éclairées par l'étoile hôte de la planète et l'observateur, en l'occurrence CHEOPS, doit être dans la bonne position », explique Olivier Demangeon.

Résultats à confirmer

Des données supplémentaires seront nécessaires pour confirmer avec certitude que cet intriguant excès de lumière sur le terminateur oriental de WASP-76b est une gloire. Cette confirmation attesterait de la présence de nuages ​​constitués de gouttelettes parfaitement sphériques qui existent depuis au moins trois ans, ou qui se renouvellent constamment. Pour que de tels nuages ​​persistent, il faudrait également que la température de l’atmosphère soit stable dans le temps – un aperçu fascinant et détaillé de ce qui pourrait se passer sur WASP-76b.

Détecter de si petits phénomènes à une si grande distance permettra aux scientifiques et aux ingénieurs d’en identifier d’autres tout aussi cruciaux. Par exemple, le reflet de la lumière des étoiles sur les lacs et les océans liquides est une condition nécessaire à l’habitabilité.

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