Boston MA, Gatra.com- Le télescope spatial James Webb (JWST) de la NASA a identifié du dioxyde de soufre dans l’atmosphère d’une exoplanète. JWST vient de marquer son premier objectif en détaillant la composition moléculaire et chimique du ciel d’une planète lointaine. Ainsi Espace Quotidien23/11.
L’ensemble d’instruments très sensibles du télescope entraînés dans l’atmosphère de “Saturne chaude” – une planète aussi grande que Saturne en orbite autour d’une étoile à environ 700 années-lumière – est connu sous le nom de WASP-39 b. Pendant ce temps, JWST et d’autres télescopes spatiaux, dont Hubble et Spitzer, ont déjà découvert des matériaux isolés de l’atmosphère de la planète chaude.
Les nouvelles découvertes fournissent un menu complet d’atomes, de molécules et même de signatures chimiques actives et de nuages en ébullition. “La clarté des signaux provenant du nombre de molécules différentes dans les données est extraordinaire”, a déclaré Mercedes Lopez-Morales, astronome au Centre d’astrophysique | Harvard et le Smithsonian à Cambridge, Massachusetts, et l’un des scientifiques qui ont contribué aux nouvelles découvertes.
“Nous avions prédit que nous verrions beaucoup de ces signaux, mais quand j’ai vu les données pour la première fois, j’ai été étonné”, a déclaré Lopez-Morales.
Les nouvelles données fournissent également des indices sur la façon dont les nuages sur cette exoplanète pourraient ressembler de près: séparés d’une seule couverture uniforme sur la planète.
Cette découverte est de bon augure pour la capacité de JWST à effectuer les types de sondes sur les exoplanètes autour d’autres étoiles que les scientifiques espéraient. Cela inclut sonder les atmosphères de petites planètes rocheuses comme celles du système TRAPPIST-1.
“Nous avons observé des exoplanètes avec plusieurs instruments qui, ensemble, fournissent un large spectre infrarouge et un grand nombre d’empreintes chimiques inaccessibles au JWST”, a déclaré Natalie Batalha, astronome à l’Université de Californie à Santa Cruz, qui a contribué à l’étude. aider à coordonner de nouvelles recherches. “Des données comme celles-ci changent la donne.”
L’ensemble de découverte est détaillé dans un ensemble de cinq articles scientifiques nouvellement soumis, disponibles sur le serveur de préimpression arXiv. Parmi les révélations sans précédent figure la première détection de dioxyde de soufre dans l’atmosphère d’une exoplanète, une molécule résultant d’une réaction chimique déclenchée par la lumière à haute énergie de l’étoile hôte de la planète. Sur Terre, la couche d’ozone protectrice dans la haute atmosphère est créée de la même manière.
“La détection surprenante de dioxyde de soufre a finalement confirmé que la photochimie formait le climat de” Saturne chaud “”, a déclaré Diana Powell, collègue de la NASA Hubble, astronome au Centre d’astrophysique et membre central de l’équipe qui a fait la découverte du dioxyde de soufre. “Le climat de la Terre est également façonné par la photochimie, de sorte que notre planète a beaucoup plus en commun avec” Saturne chaud “que nous ne le savions auparavant!”
Jea Adams, étudiante diplômée à Harvard et chercheuse au Centre d’astrophysique, a analysé des données qui ont confirmé le signal de dioxyde de soufre.
“En tant que chercheur en début de carrière dans le domaine des atmosphères d’exoplanètes, c’était très excitant de faire partie d’une détection comme celle-ci”, a déclaré Adams. “Le processus d’analyse de ces données était magique. Nous avons vu des indices sur cette fonctionnalité dans les premières données, mais ces instruments de plus haute précision ont clairement révélé la signature SO2 et nous ont aidés à résoudre le puzzle.”
À une température estimée à 1 600 degrés Fahrenheit et une atmosphère composée principalement d’hydrogène, le WASP-39 b est considéré comme inhabitable. L’exoplanète a été comparée à Saturne et Jupiter, avec une masse similaire à celle de Saturne, mais une taille globale aussi grande que Jupiter. Mais les nouveaux travaux indiquent des moyens de trouver des preuves potentielles de la vie sur des planètes habitables.
La proximité de la planète avec son étoile hôte – huit fois plus proche que Mercure l’est du soleil – en fait également un laboratoire pour étudier les effets du rayonnement de son étoile hôte sur les exoplanètes. Une meilleure connaissance des relations étoile-planète devrait permettre de mieux comprendre comment ce processus crée la diversité des planètes observées dans les galaxies.
D’autres constituants atmosphériques détectés par JWST comprennent le sodium, le potassium et la vapeur d’eau, confirmant les observations précédentes des télescopes spatiaux et terrestres et trouvant des caractéristiques d’eau supplémentaires, à des longueurs d’onde plus longues, qui n’avaient jamais été vues auparavant.
JWST a également vu le dioxyde de carbone à une résolution plus élevée, fournissant deux fois plus de données que celles rapportées précédemment à partir des observations. Pendant ce temps, du monoxyde de carbone a été détecté, mais des signes clairs de méthane et de sulfure d’hydrogène étaient absents des données. Au contraire, ces molécules se produisent à des niveaux très bas, une découverte importante pour les scientifiques qui font des inventaires chimiques des exoplanètes afin de mieux comprendre la formation et le développement de ces mondes lointains.
Capturer le large spectre de l’atmosphère de WASP-39 b est une visite scientifique, car une équipe internationale de centaines analyse indépendamment les données des quatre modes d’instruments bien calibrés de JWST. Ils ont ensuite procédé à une comparaison détaillée des résultats, aboutissant à un résultat plus scientifiquement nuancé.
JWST regarde l’univers en lumière infrarouge, à l’extrémité rouge du spectre lumineux au-delà de ce que l’œil humain peut voir, ce qui permet aux télescopes de capter des empreintes chimiques qui ne peuvent pas être détectées en lumière visible.
Chacun des trois instruments a même plusieurs versions d’infrarouge “IR” dans son nom : NIRspec, NIRCam et NIRISS.
Pour voir la lumière de WASP-39 b, JWST suit la planète lorsqu’elle passe devant son étoile, permettant à une partie de la lumière stellaire de filtrer l’atmosphère de la planète. Différents types de produits chimiques dans l’atmosphère absorbent différentes couleurs du spectre lumineux de l’étoile, de sorte que les couleurs manquantes indiquent aux astronomes quelles molécules sont présentes.
En décodant avec précision les atmosphères des exoplanètes, les instruments de JWST ont largement dépassé les attentes des scientifiques, et ils sont prometteurs pour une nouvelle phase d’exploration parmi les différentes exoplanètes de la galaxie.
“J’ai hâte de voir ce que nous trouvons dans les atmosphères des petites planètes telluriques”, a déclaré Lopez-Morales.
