15 novembre 2023

Avec le Webb et son instrument MIRI, on entre dans une nouvelle ère d’exploration des atmosphères d’exoplanètes

Grâce au télescope spatial James Webb, une équipe internationale de scientifiques, dirigée par le Département d’Astrophysique du CEA, a observé pour la première fois en infrarouge moyen l'atmosphère enflée de l'exoplanète WASP-107b lors de son passage devant son étoile, dans l'objectif de caractériser son atmosphère.

Si de la vapeur d'eau a bien été détectée, celle-ci est accompagnée de dioxyde de soufre (SO2) et de nuages de silicates (que l'on peut voir comme des nuages de sable) et non de méthane (CH4) comme les modèles le prédisaient. La détection de dioxyde de soufre peut s'expliquer par des réactions photochimiques en très haute atmosphère due à la forte irradiation par les photons de l'étoile. Et pour cause, la planète est extrêmement proche de son étoile, elle orbite en seulement cinq jours autour d'elle. L'absence de méthane est à ce jour inexpliquée et va nécessiter de repenser les modèles et donc les mécanismes physiques et chimiques à l'œuvre dans cette atmosphère. La détection de nuages de silicates dans une planète de faible masse comme une Neptune est une première. Ces découvertes montrent donc que si l'environnement de la planète compte, en particulier l'irradiation de son étoile, la prise en compte de la dynamique de l’atmosphère va devenir de plus en plus indispensable pour comprendre les atmosphères exoplanétaires.

WASP-107b est une exoplanète gazeuse, unique en son genre, une super-Neptune très particulière car elle a la masse de Neptune mais le rayon de Jupiter. Son atmosphère est donc très enflée. Elle orbite en 5 jours autour de son étoile et subit des conditions d'irradiation extrêmes par rapport aux planètes de notre Système solaire. Le caractère enflé de cette exoplanète permet aux astronomes d'explorer son atmosphère plus profondément que pour une géante du système solaire comme Jupiter. C’est un laboratoire idéal pour aller sonder les éléments chimiques qui composent les couches de son atmosphère.

 
Video animation of WASP-107b transiting its parent star
Credits: Illustration: LUCA School of Arts, Belgium/ Klaas Verpoest (visuals), Johan Van Looveren (typography). Science: Achrène Dyrek (CEA and Université Paris Cité, France), Michiel Min (SRON, the Netherlands), Leen Decin (KU Leuven, Belgium) / European MIRI EXO GTO team / ESA / NAS

Lire l'article sur site du CEA et celui qui en inspiré sur Futura Sciences (enfin, plus ou moins, dirons-nous...).

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