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Les astronomes scrutent l’atmosphère d’une exoplanète rare qui «  ne devrait pas exister  »

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La découverte de l’extraordinaire exoplanète LTT 9779b a été annoncée pour la première fois il y a un mois. À seulement 260 années-lumière de là, la planète a été immédiatement considérée comme un excellent candidat pour une étude de suivi de son atmosphère curieuse. Mais il s’avère que nous n’avons même pas eu à attendre trop longtemps pour en savoir plus.

LTT 9779b est un peu plus gros que Neptune, en orbite autour d’une étoile semblable au Soleil – assez normal jusqu’à présent. Mais deux choses sont vraiment particulières. Elle est si proche de son étoile, la planète orbite une fois toutes les 19 heures; et, malgré la chaleur brûlante à laquelle il doit être soumis à cette proximité, le LTT 9779b a encore une atmosphère substantielle.

Les observations infrarouges recueillies par le télescope spatial Spitzer, désormais retiré, incluaient l’étoile hôte de la planète, et les astronomes ont maintenant analysé ces données, publiant leurs résultats dans quelques études.

Dans le premier article, une équipe dirigée par l’astronome Ian Crossfield de l’Université du Kansas a décrit le profil de température du LTT 9779b.

Dans le deuxième article, une équipe dirigée par l’astronome Diana Dragomir de l’Université du Nouveau-Mexique a caractérisé l’atmosphère de l’exoplanète.

« Pour la première fois, nous avons mesuré la lumière provenant de cette planète qui ne devrait pas exister », a déclaré Crossfield.

« Cette planète est si intensément irradiée par son étoile que sa température dépasse les 3 000 degrés Fahrenheit [1,650 degrees Celsius] et son atmosphère aurait pu s’évaporer entièrement. Pourtant, nos observations Spitzer nous montrent son atmosphère via la lumière infrarouge émise par la planète. « 

Lui et son équipe ont étudié la courbe de phase de l’exoplanète en lumière infrarouge. Voici ce que cela signifie: parce que l’énergie thermique est émise sous forme de rayonnement infrarouge, la lumière dans cette longueur d’onde peut nous indiquer la température des objets cosmiques éloignés de plusieurs années-lumière.

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Le système est orienté de telle manière que la planète passe entre nous et l’étoile, ce qui nous donne une vue panoramique claire des côtés nuit et jour de la planète. Ainsi, pour calculer la température de l’exoplanète, les astronomes peuvent utiliser la lumière changeante de l’ensemble du système comme orbites LTT 9779b.

Fait intéressant, l’heure la plus chaude de la journée pour le LTT 9779b est à peu près midi, lorsque son soleil est directement au-dessus. Sur Terre, l’heure la plus chaude de la journée est en fait quelques heures après midi, car la chaleur pénètre dans l’atmosphère terrestre plus rapidement qu’elle n’est renvoyée dans l’espace.

Cela permet à son tour de faire des suppositions éclairées sur l’atmosphère du LTT 9779b.

« La planète est beaucoup plus froide que ce à quoi nous nous attendions, ce qui suggère qu’elle réfléchit une grande partie de la lumière des étoiles incidente qui la frappe, probablement à cause des nuages ​​du jour », a déclaré l’astronome Nicolas Cowan de l’Institut de recherche sur les exoplanètes (iREx) et de l’Université McGill. au Canada.

« La planète ne transporte pas non plus beaucoup de chaleur vers son côté nocturne, mais nous pensons comprendre que: la lumière des étoiles qui est absorbée est probablement absorbée haut dans l’atmosphère, d’où l’énergie est rapidement renvoyée dans l’espace. »

Pour sonder davantage l’atmosphère du LTT 9779b, Dragomir et ses collègues se sont concentrés sur les éclipses secondaires, lorsque la planète passe derrière l’étoile. Cela se traduit par une atténuation plus faible de la lumière du système que lorsque la planète passe devant l’étoile – connue sous le nom de transit – mais cette atténuation plus faible peut nous aider à comprendre la structure thermique de l’atmosphère d’une exoplanète.

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« Les Neptunes chaudes sont rares, et une dans un environnement aussi extrême que celui-ci est difficile à expliquer car sa masse n’est pas assez grande pour conserver une atmosphère très longtemps », a déclaré Dragomir.

« Alors comment ça s’est passé? Le LTT 9779b nous a fait nous gratter la tête, mais le fait qu’il ait une atmosphère nous donne un moyen rare d’étudier ce type de planète, alors nous avons décidé de le sonder avec un autre télescope. »

Les chercheurs ont combiné les données d’éclipse secondaire de Spitzer avec les données du télescope spatial de chasse aux exoplanètes de la NASA TESS. Cela leur a permis d’obtenir un spectre d’émission à partir de l’atmosphère du LTT 9779b; c’est-à-dire les longueurs d’onde de la lumière absorbées et amplifiées par les éléments qui s’y trouvent. Ils ont découvert que certaines longueurs d’onde étaient absorbées par des molécules – probablement du monoxyde de carbone.

Ce n’est pas inattendu pour une planète aussi chaude. Du monoxyde de carbone a été détecté dans des Jupiters chauds – des géantes gazeuses qui gravitent également autour de leurs étoiles à une très grande proximité. Mais les géantes gazeuses sont plus massives que les Neptunes chaudes et utilisent leur gravité beaucoup plus élevée pour conserver leurs atmosphères. On pensait que les planètes de la taille de Neptune ne devraient pas être assez massives pour le faire.

Trouver du monoxyde de carbone dans l’atmosphère d’une Neptune chaude pourrait nous aider à comprendre comment cette planète s’est formée et pourquoi elle a toujours son atmosphère.

Ainsi, bien que nous en sachions plus sur LTT 9779b que nous ne l’avons fait, il reste encore du travail à faire. Les observations futures pourraient nous aider à répondre à ces questions et à d’autres, telles que de quoi d’autre est faite l’atmosphère, et l’exoplanète a-t-elle commencé beaucoup plus grande et est actuellement en train de rétrécir rapidement.

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Une recherche comme celle-ci nous donnera également une excellente boîte à outils et une excellente expérience pour sonder les atmosphères de mondes potentiellement habitables.

« Si quelqu’un veut croire ce que les astronomes disent à propos de la découverte de signes de vie ou d’oxygène sur d’autres mondes, nous allons devoir montrer que nous pouvons réellement le faire sur les choses faciles en premier », a déclaré Crossfield.

«En ce sens, ces planètes plus grandes et plus chaudes comme LTT 9779b agissent comme des roues d’entraînement et montrent que nous savons réellement ce que nous faisons et que nous pouvons tout faire correctement.

Les deux articles ont été publiés dans Les lettres du journal astrophysique, ici et ici.

Cet article a été initialement publié par ScienceAlerte. Lire l’article original ici.

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