À l’aide des données du satellite de caractérisation d’exoplanètes (CHEOPS) de l’ESA et de plusieurs autres missions de l’ESA et de la NASA, les astronomes ont détecté des signes de la « effet de gloire » semblable à un arc-en-ciel dans l’atmosphère du Jupiter WASP-76b ultra-chaud. Cet effet se produit lorsque la lumière est réfléchie par des nuages constitués d’une substance parfaitement uniforme mais jusqu’ici inconnue. Souvent observé sur Terre, « l’effet de gloire » n’a été constaté qu’une seule fois sur une autre planète, Vénus. Si elle est confirmée, cette première gloire extrasolaire en révélera davantage sur la nature de cette exoplanète déroutante, avec des leçons passionnantes sur la façon de mieux comprendre des mondes étranges et lointains.
Vue d’artiste de « l’effet de gloire » semblable à un arc-en-ciel dans l’atmosphère de WASP-76b. Crédit image : ESA.
WASP-76b est un Jupiter ultra-chaud situé à 640 années-lumière dans la constellation des Poissons.
Découverte pour la première fois en 2016, cette exoplanète orbite autour de l’étoile de type F WASP-76 une fois tous les 1,8 jours.
WASP-76b est verrouillé par les marées sur son étoile ; il lui faut autant de temps pour tourner autour de son axe que pour faire le tour de l’étoile mère.
Du côté diurne, la planète reçoit des milliers de fois plus de rayonnement de son étoile que la Terre ne reçoit du Soleil.
Sa température diurne dépasse 2 400 degrés Celsius (4 352 degrés Fahrenheit), suffisamment élevée pour vaporiser des métaux. Mais la température nocturne est beaucoup plus basse : 1 316 degrés Celsius (2 400 degrés Fahrenheit).
Ici, les éléments qui formeraient des roches sur Terre fondent et s’évaporent, pour ensuite se condenser du côté nocturne légèrement plus frais, créant des nuages de fer qui dégoulinent d’une pluie de fer en fusion.
Mais les astronomes ont été intrigués par une apparente asymétrie, ou bizarrerie, dans les « membres » de WASP-76b – ses régions les plus externes vues lorsqu’il passe devant son étoile hôte.
“WASP-76b est ‘gonflé’ par le rayonnement intense de son étoile”, a déclaré le Dr Monika Lendl, astronome à l’Université de Genève.
“Ainsi, bien qu’il soit 10 % moins massif que notre cousin Jupiter, il est presque deux fois plus gros.”
“Ce qu’il est important de garder à l’esprit, c’est l’ampleur incroyable de ce à quoi nous sommes témoins”, a déclaré le Dr Matthew Standing, astronome à l’ESA.
« WASP-76b se trouve à plusieurs centaines d’années-lumière – une planète géante gazeuse extrêmement chaude où il pleut probablement du fer en fusion. Malgré le chaos, il semble que nous ayons détecté les signes potentiels d’une gloire. C’est un signal incroyablement faible.
Dans l’étude, les auteurs ont analysé les données de différentes missions de l’ESA et de la NASA, notamment CHEOPS, TESS, Hubble et Spitzer.
CHEOPS a surveillé de manière intensive WASP-76b alors qu’il passait devant et autour de son étoile semblable au Soleil. Après 23 observations sur trois ans, les données ont montré une augmentation surprenante de la quantité de lumière provenant du « terminateur » oriental de la planète – la frontière entre la nuit et le jour.
Cela a permis aux astronomes de démêler et de limiter l’origine du signal.
“C’est la première fois qu’un changement aussi brutal est détecté dans la luminosité d’une exoplanète, sa ‘courbe de phase'”, a déclaré le Dr Olivier Demangeon, astronome à l’Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço au Portugal.
“Cette découverte nous amène à émettre l’hypothèse que cette lueur inattendue pourrait être causée par une réflexion forte, localisée et anisotrope (directionnellement dépendante) – l’effet de gloire.”
“Nous n’avons jamais vu auparavant ces anneaux concentriques colorés sur un corps extrasolaire”, a déclaré le Dr Thomas Wilson, astronome à l’Université de Warwick.
“Cette première gloire exoplanétaire, si elle est confirmée par des études futures, ferait de WASP-76b un corps véritablement unique et nous donnerait un bel outil pour comprendre l’atmosphère des exoplanètes lointaines et leur degré d’habitabilité.”
La confirmation de l’effet de gloire signifierait la présence de nuages constitués de gouttelettes parfaitement sphériques, ayant duré au moins trois ans ou se reconstituant 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 à WASP-76b.
Plus important encore, être capable de détecter de si petites merveilles si loin apprendra aux scientifiques et aux ingénieurs comment détecter d’autres phénomènes difficiles à voir mais critiques. Par exemple, la lumière du soleil se reflétant sur les lacs et les océans liquides – une condition nécessaire à l’habitabilité.
« Des preuves supplémentaires sont nécessaires pour affirmer de manière concluante que cette intrigante « lumière supplémentaire » est une gloire rare », a déclaré le Dr Theresa Lüftinger, scientifique du projet pour la prochaine mission Ariel de l’ESA.
« Les observations de suivi de l’instrument NIRSPEC à bord du télescope spatial James Webb NASA/ESA/CSA pourraient faire l’affaire. Ou bien la prochaine mission Ariel de l’ESA pourrait prouver sa présence. Nous pourrions même trouver des couleurs plus glorieusement révélatrices provenant d’autres exoplanètes.
UN papier sur les résultats a été publié dans la revue Astronomie et astrophysique.
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ODS Démangéon et autres. 2024. Asymétrie dans l’atmosphère du Jupiter ultra-chaud WASP-76b. A&A 684, A27 ; est ce que je: 10.1051/0004-6361/202348270
2024-04-05 22:53:43
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