Le télescope James Webb serait à la recherche de joyaux sur terre.
REPUBLIKA.CO.ID, PASADENA — Les astronomes espèrent un ciel nuageux quand Télescope spatial James Webb (JWST ou Webb) tourne son attention vers l’atmosphère exoplanète qui est chargée de roches et de cristaux qui s’évaporent comme le corindon et la pérovskite, qui constituent les gemmes sur Terre.
Les Jupiter chauds, qui sont des géantes gazeuses en orbite très proche de leurs étoiles, deviennent si chauds que des éléments rocheux, des minéraux et des métaux peuvent exister sous forme de vapeur dans leur atmosphère, brûlés par des températures pouvant atteindre 3 600 Fahrenheit (2 000 degrés Celsius).
“Sur Terre, beaucoup de ces minéraux sont des gemmes”, a déclaré Tiffany Kataria, scientifique exoplanétaire au Jet Propulsion Laboratory de la NASA, dans un communiqué. Espace, Jeudi (18/8/2022).
“Un géologue les étudierait comme des roches sur Terre, mais ils peuvent former des nuages sur des exoplanètes. C’est assez sauvage”, a-t-il ajouté.
De tels minéraux ont déjà été détectés dans l’atmosphère d’exoplanètes. En 2017, des astronomes utilisant le Very Large Telescope (VLT) de l’Observatoire européen austral au Chili ont détecté une signature d’oxyde de titane dans l’atmosphère de Hot Jupiters appelée WASP-19b. Trois ans plus tard, le VLT a observé de la vapeur de fer du côté diurne de la chaude Jupiter WASP-76b.
De nombreux Jupiters chauds sont bloqués par les marées, ce qui signifie qu’ils montrent toujours le même visage à leur étoile, ce qui rend leurs journées très chaudes. Dans le cas de WASP-76b, les températures diurnes ont atteint 4 000 degrés F (2 200 degrés C). Le côté nuit de la planète n’est “que” à 2 700 degrés F (1 500 degrés C), mais il fait suffisamment froid pour que le fer se condense et se dépose sous forme de pluie de métal en fusion.
Auparavant, ces éléments et minéraux ont été détectés comme une présence diffuse dans les atmosphères exoplanétaires. Désormais, la vision haute résolution de JWST sera en mesure de distinguer directement ces minéraux sous forme de nuages, en mesurant par spectroscopie leur composition.
“Les nuages nous en disent long sur la chimie de l’atmosphère”, explique Kataria.
“Cela devient alors une question de formation des nuages, de formation et d’évolution du système dans son ensemble”, a-t-il ajouté.
Par exemple, dans WASP-19b, l’oxyde de titane absorbe la chaleur, provoquant une inversion de température dans laquelle la haute atmosphère de la planète est plus chaude que la basse atmosphère, où l’inverse est généralement attendu.
JWST a observé des atmosphères extraterrestres, détectant des nuages d’eau dans l’atmosphère de l’exoplanète WASP-96b, où les scientifiques pensaient auparavant qu’il n’y avait pas de nuages du tout. Au cours de sa première année d’observation, le JWST a également étudié de nombreuses autres atmosphères exoplanétaires.
Kataria a été impliquée dans un certain nombre de projets, notamment en collaborant avec Thomas Mikal-Evans du MIT pour utiliser le spectromètre proche infrarouge (NIRSpec) de JWST pour caractériser l’atmosphère de Jupiter ultra-chaud WASP-121b, qui se trouve à 850 années-lumière. de la Terre et a été la première exoplanète découverte à avoir une stratosphère aqueuse.
Un autre projet de Kataria avec JWST consiste à observer la chaude Jupiter HD 80606b, qui se trouve à 290 années-lumière de la Terre et se trouve sur une orbite très excentrique autour de son étoile, la rapprochant jusqu’à 2,8 millions de miles (4,5 millions de kilomètres) et voyageant jusqu’à 81 milles (131 millions de km).
En conséquence, HD 80606b subit un “chauffage éclair” lorsque sa température passe de 930 degrés F (500 degrés C) à 2 200 degrés F (1 200 degrés C) en quelques heures à l’approche de son étoile. L’effet sur le temps de la planète est stupéfiant, avec des modèles informatiques prédisant de violentes tempêtes et des vents violents à 15 fois la vitesse du son ; Kataria espère que JWST pourra assister à l’événement.
Enfin, Kataria a dirigé un projet conjoint avec Brian Kilpatrick du Space Telescope Science Institute de Baltimore pour créer une «carte d’éclipse» 3D de l’exoplanète HD 189733b avec l’instrument à infrarouge moyen (MIRI) de JWST. Une carte d’éclipse est créée lorsqu’une planète se déplace derrière son étoile.
En soustrayant la faible signature de la lumière planétaire de la lumière des étoiles lorsque la planète entre dans une éclipse, les scientifiques peuvent isoler la lumière de la planète et cartographier sa température atmosphérique. Kataria et Kilpatrick espèrent que la technique leur permettra de déterminer le modèle de circulation le plus précis pour l’atmosphère d’une exoplanète.
Cette exoplanète, qui se trouve à 64,5 années-lumière de la Terre, a été découverte en 2005 et est depuis devenue l’une des Jupiters chaudes les mieux étudiées. Plusieurs autres projets observeront également HD 189733b avec JWST, y compris une tentative de mener une étude approfondie de la composition moléculaire de l’atmosphère de la planète et de déterminer la composition de tous les nuages présents, ainsi qu’une tentative de recherche d’aérosols minéraux vaporisés qui forment des nuages dans l’atmosphère de HD 189733b.
Les atmosphères des exoplanètes plus petites et plus rocheuses seront également surveillées par JWST. Les chercheurs mesureront la composition de l’atmosphère à 55 Cancri e, qui est une super-Terre avec huit fois la masse de notre planète ; Les scientifiques espèrent également déterminer s’il fait assez chaud pour faire pleuvoir de la lave. Et les sept mondes du système TRAPPIST-1 seront également surveillés, le JWST surveillant chaque planète du système pour les atmosphères.
Les astronomes prêteront une attention particulière à TRAPPIST-1e, qui est la planète la plus semblable à la Terre dans le voisinage. S’il est habitable, alors les preuves peuvent être trouvées dans l’atmosphère, y compris dans les nuages.
“Les nuages sont une caractéristique importante sur Terre, pour réguler la température”, explique Kataria.
“Ils sont une considération importante pour le climat de la Terre. Il est logique que les nuages puissent également être un élément important de l’atmosphère d’une exoplanète habitable. Plus nous comprenons comment les nuages se forment en général – comme ils le font sur Terre et sur d’autres planètes du solaire. système – plus nous comprenons comment les Clouds ont évolué dans des environnements plus exotiques.”
