Une énorme planète superchaude alien a une stratrosphère, comme en a la Terre, suggère une nouvelle étude.
« Ce résultat est passionnant car il montre qu’un trait commun de la plupart des atmosphères de notre système solaire – une stratosphère chaude – se retrouve également dans les atmosphères des exoplanètes », affirme Mark Marley, co-auteur du Centre de recherche Ames de la NASA dans le silicium Valley, a déclaré dans un communiqué .
« Nous pouvons maintenant comparer les processus dans les atmosphères exoplanètes avec les mêmes processus qui se produisent sous différents ensembles de conditions dans notre propre système solaire », a ajouté Marley.
L’équipe de recherche, menée par Thomas Evans de l’Université d’Exeter en Angleterre, a détecté des signatures spectrales de molécules d’eau dans l’atmosphère de WASP-121b, un géant gazier qui se trouve à environ 880 années-lumière de la Terre. Ces signatures indiquent que la température de la couche supérieure de l’atmosphère de la planète augmente avec la distance de la surface de la planète. Dans la couche inférieure de l’atmosphère, la troposphère, la température diminue avec l’altitude, affirment les membres de l’équipe d’étude .
WASP-121b est incroyablement proche de son étoile hôte, complétant une orbite tous les 1,3 jours. La planète est une « Jupiter chaude »; Les températures au sommet de son atmosphère atteignent 4,500 degrés Fahrenheit (2,500 degrés Celsius), ont indiqué des chercheurs.
« La question de savoir si les stratosphères font ou ne se forment pas dans les Jupiters chaudes a été l’une des principales questions en suspens dans la recherche exoplanétique depuis au moins le début des années 2000″, a déclaré Evans . « Actuellement, notre compréhension des atmosphères exoplanètes est assez basique et limitée. Chaque nouvelle information que nous pouvons obtenir représente un pas en avant significatif ».
La découverte est également significative car elle montre que les atmosphères des exoplanètes éloignées peuvent être analysées en détail, a déclaré Kevin Heng de l’Université de Berne en Suisse, qui n’est pas membre de l’équipe d’étude.
« C’est une étape importante sur la voie d’un objectif final sur lequel nous sommes tous d’accord, et l’objectif est que, dans le futur, nous puissions appliquer les mêmes techniques pour étudier les atmosphères d’ exoplanètes terrestres « , a déclaré Heng . « Nous aimerions mesurer les transits des planètes terrestres. Nous souhaitons déterminer quel type de molécules sont dans les atmosphères, et après nous le faisons, nous aimerions prendre le dernier très grand pas, c’est-à-dire voir si Ces signatures moléculaires pourraient indiquer la présence de la vie « .
La technologie disponible n’autorise pas encore ce travail avec de petites et exoplanètes rocheuses, ont indiqué des chercheurs.
« Nous nous concentrons sur ces grands géants gazeux qui sont chauffés à des températures très élevées en raison de la proximité de leurs étoiles simplement parce qu’ils sont les plus faciles à étudier avec la technologie actuelle », a déclaré Evans. « Nous essayons simplement de comprendre autant sur leurs propriétés fondamentales que possible et d’affiner nos connaissances, et, nous l’espérons, dans les décennies à venir, nous pouvons commencer à pousser la recherche vers des planètes plus petites et plus fraîches ».
WASP-121b est presque le double de la taille de Jupiter. L’exoplanète transite ou croise le visage de son étoile hôte du point de vue de la Terre. Evans et son équipe ont pu observer ces transits en utilisant un spectrographe infrarouge à bord du télescope spatial Hubble de la NASA .
« En regardant la différence dans la luminosité du système pour quand la planète n’était pas derrière l’étoile et quand elle était derrière l’étoile, nous avons pu régler la luminosité et le spectre de la planète elle-même », a déclaré Evans. « Nous avons mesuré le spectre de la planète en utilisant cette méthode à une gamme de longueurs d’ondes qui est très sensible à la signature spectrale des molécules d’eau ».
L’équipe a observé des signatures de molécules d’eau étincelante, ce qui indique que les températures atmosphériques de WASP-121b augmentent avec l’altitude, a déclaré Evans. Si la température a diminué avec l’altitude, le rayonnement infrarouge passerait à un certain point dans une région d’eau-gaz plus froide, ce qui absorberait la partie du spectre responsable de l’effet brillant, a-t-il expliqué.
Des tests de stratosphères ont été détectés sur d’autres Jupiters chauds, mais les nouveaux résultats sont les preuves les plus convaincantes à ce jour, a déclaré Evans.
« C’est la première fois que cela a été clairement fait pour une atmosphère exoplanète, et c’est pourquoi c’est la preuve la plus forte à ce jour pour une stratosphère exoplanète », a-t-il déclaré.
Il a ajouté que les chercheurs pourraient se rapprocher de l’étude de plus de planètes terrestres avec l’arrivée d’observatoires de la prochaine génération tels que le télescope spatial James Webb de la NASA et de grands observatoires terrestres tels que le télescope Géant Magellan (GMT), l’Européen Très grand télescope (E-ELT) et le télescope Thirty Meter (TMT).JWST devrait lancer à la fin de l’année prochaine, et GMT, E-ELT et TMT devraient être mis en ligne au début de la moitié des années 2020.
La nouvelle étude a été publiée en ligne mercredi 2 août 2017 dans le journal Nature .