Principal AstronomieUn télescope terrestre observe directement l'atmosphère d'une planète extrasolaire et voit des nuages ​​tourbillonnants de fer et de silicates

Un télescope terrestre observe directement l'atmosphère d'une planète extrasolaire et voit des nuages ​​tourbillonnants de fer et de silicates

Astronomie : Un télescope terrestre observe directement l'atmosphère d'une planète extrasolaire et voit des nuages ​​tourbillonnants de fer et de silicates

Nous avons enfin notre premier regard optique sur une exoplanète et son atmosphère, et c'est un endroit étrange. La planète s'appelle HR8799e et son atmosphère est complexe. Le HR8799e est en proie à une tempête mondiale dominée par des nuages ​​tourbillonnants de fer et de silicates.

Grâce au vaisseau spatial Kepler, nous avons découvert beaucoup d’exoplanètes et de candidats exoplanètes au cours des dernières années. En fait, c'est presque la routine maintenant. Mais nous n'en savons pas assez sur eux. Nous pouvons déterminer une plage de masse pour eux ainsi que leur composition et leur densité probables, mais leurs caractéristiques atmosphériques nous sont cachées.

Mais cela commence à changer.

Nous pouvons remercier l’Observatoire européen austral (ESO) pour ce regard sur une exoplanète lointaine. Ils ont utilisé leur instrument GRAVITY sur leur interféromètre de très grand télescope pour obtenir la première observation directe d'une exoplanète. Ce n'est pas une image réelle de la planète, mais un spectre optique de l'atmosphère, beaucoup plus détaillé que tout ce que nous avons vu auparavant.

HR8799e est un "super-Jupiter" et ne ressemble à aucune planète de notre système solaire. C'est un géant gazier environ 5 à 10 fois plus massif que Jupiter, gravitant autour d'une étoile à environ 129 années-lumière. Si c'était dans notre système solaire, son orbite serait entre Saturne et Uranus. C'est aussi une jeune planète, âgée d'environ 30 millions d'années. Et HR8799e est encore très chaud.

L'exoplanète HR8799e se trouve dans la constellation de Pegasus. Il est situé dans le cercle rouge dans l'image ci-dessus. Crédit d'image: ESO, IAU et Sky & Telescope
L'exoplanète HR8799e se trouve dans la constellation de Pegasus. Il est situé dans le cercle rouge dans l'image ci-dessus. Crédit d'image:
ESO, IAU et Sky & Telescope

La planète est fondamentalement une jeune fille chaude et les scientifiques pensent qu'elle pourrait ouvrir la voie à la formation de planètes et de systèmes solaires. C'est un endroit hostile, dans la mesure où la vie continue. Il fait encore chaud depuis sa création et il a un puissant effet de serre. C'est mortel 1000 degrés Celsius.

Mais son habitabilité, ou non habitabilité, n'est pas ce qui est important ici.


"Cela brosse un tableau de l'atmosphère dynamique d'une exoplanète géante à la naissance, soumise à des processus physiques et chimiques complexes."

Sylvestre Lacour, chercheur à l'Observatoire de Paris et à l'Institut Max Planck de physique extraterrestre.


C'est la première fois que nous apprenons autant de détails sur une exoplanète, grâce à l'interféromètre du VLT et à l'instrument GRAVITY fourni. L'image est dix fois plus détaillée que toutes les observations précédentes, ce qui a permis aux astronomes de découvrir des surprises.

La gravité n'est pas un instrument unique. C'est en fait un ensemble de sous-systèmes qui contrôlent avec précision la lumière entrante du VLT-I. Il s'agit de la BCI, ou unité de commande de faisceau, avec des composants importants étiquetés. Crédit d'image: ESO.
La gravité n'est pas un instrument unique. C'est en fait un ensemble de sous-systèmes qui contrôlent avec précision la lumière entrante du VLT-I. Il s'agit de la BCI, ou unité de commande de faisceau, avec des composants importants étiquetés. Crédit d'image: ESO.

Le spectre détaillé du HR8799e a montré que l’atmosphère contient des nuages ​​de fer et de poussière de silicate. Il contient également plus de monoxyde de carbone que le méthane, ce qui est déroutant.

«Notre analyse a montré que HR8799e présentait une atmosphère contenant beaucoup plus de monoxyde de carbone que de méthane, ce que l’on n’attend pas de la chimie à l’équilibre», explique le responsable de l’équipe, Sylvestre Lacour, chercheur au CNRS à l’Observatoire de Paris - PSL et à l’Institut Max Planck de physique extraterrestre. «Nous pouvons mieux expliquer ce résultat surprenant avec des vents verticaux élevés dans l’atmosphère, empêchant le monoxyde de carbone de réagir avec l’hydrogène pour former du méthane.»

Lacour dit que les réactions chimiques attendues impliquant le monoxyde de carbone et le méthane ne se produisent pas comme prévu et que, par conséquent, l'atmosphère n'est pas en équilibre. Il postule que les forts vents verticaux empêchent les deux de se mélanger et de réagir.

Le VLT-interférometer est constitué de quatre télescopes de 8, 2 mètres fonctionnant comme un seul. Sur la photo se superpose le chemin parcouru par la lumière de chaque champ
Le VLT-interférometer est constitué de quatre télescopes de 8, 2 mètres fonctionnant comme un seul. La trajectoire que parcourt la lumière de chaque champ d'application avant d'être combinée en tant qu'interféromètre est superposée à la photo. Le VLT-I est situé à l'observatoire de Paranal. Crédit d'image: ESO

Les nuages ​​de fer et de poussière de silicate sont également déconcertants. Selon un communiqué de presse, le fer et le silicate, combinés aux niveaux élevés de monoxyde de carbone, suggèrent que l'atmosphère du HR8799e est plongée dans un puissant orage.

Globalement, l’exoplanète se révèle être une planète très jeune avec une atmosphère complexe qui subit de nombreux changements et n’est en aucune façon proche de tout état stable.

"Nos observations suggèrent une boule de gaz illuminée de l'intérieur, avec des rayons de lumière chaude tourbillonnant à travers des plaques d'orage de nuages ​​sombres", précise Lacour. «La convection se déplace autour des nuages ​​de silicate et de particules de fer, qui se désagrègent et pleuvent vers l'intérieur. Cela dépeint l’atmosphère dynamique d’une exoplanète géante à la naissance, soumise à des processus physiques et chimiques complexes. »

C’est un résultat intriguant pour l’ESO, le VLT-I et GRAVITY. GRAVITY est déjà à l'origine de travaux novateurs, notamment l'observation de gaz tourbillonnant autour d'un trou noir à 30% de la vitesse de la lumière.

Espérons qu'ils l'utiliseront pour créer une image de plus d'exoplanètes. Etc.

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