En utilisant les données de plusieurs télescopes, les astronomes ont découvert des nuages sur une exoplanète géante gazeuse à environ 520 années-lumière de la Terre. Les observations étaient si détaillées que la hauteur des nuages et la structure de la haute atmosphère ont été déterminées avec une grande précision. Ce travail nous aidera à mieux comprendre les atmosphères des exoplanètes et à rechercher des mondes pouvant présenter des conditions favorables à la vie.
Nous parlons de l'exoplanète WASP-127b, découverte en 2016. Il fait très chaud et orbite si près de son étoile que son année ne dure que 4,2 jours. L'exoplanète est 1,3 fois plus grande que Jupiter. Son atmosphère est fine et raréfiée – et idéale pour analyser son contenu en fonction de la lumière qui la traverse depuis son étoile hôte. Les astronomes dirigés par Romain Allart de l'Université de Montréal au Canada ont combiné les données infrarouges du télescope spatial Hubble et les données optiques de l'instrument ESPRESSO du Very Large Telescope pour étudier les différentes couches de l'atmosphère de WASP-127b.
"D'abord, nous avons trouvé la présence de sodium, mais à une altitude beaucoup plus basse que prévu", a déclaré Allarta. "Deuxièmement, il y avait de forts signaux de vapeur d'eau dans la gamme infrarouge, mais aucun dans la gamme des longueurs d'onde visibles. Cela signifie que la vapeur d'eau à des niveaux inférieurs est protégée par des nuages qui sont opaques aux longueurs d'onde visibles mais transparents dans l'infrarouge."
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Connaître la composition des atmosphères exoplanétaires n'est pas une tâche facile. C'est parce que nous ne pouvons pas voir directement la plupart des exoplanètes, nous déduisons leur présence en fonction de l'effet qu'elles ont sur leurs étoiles environnantes. L'un d'eux s'assombrit et s'éclaircit - lorsqu'une exoplanète passe entre nous et une étoile, la lumière de l'étoile s'estompe un peu.
S'il le fait assez souvent et selon un horaire régulier, alors c'est l'un des signes clairs d'une exoplanète orbitale. Lorsque la lumière des étoiles traverse l'atmosphère d'une exoplanète, les longueurs d'onde du spectre peuvent être absorbées par différents éléments. Ces signatures sont appelées raies d'absorption et peuvent être déchiffrées pour voir ce qu'il y a dans cette atmosphère. C'est exactement ce qu'Allarta et son équipe ont fait, en utilisant des données d'absorption à haute résolution pour réduire la hauteur des nuages à une couche nuageuse étonnamment basse avec une pression atmosphérique de 0,3 à 0,5 mbar.
Les astronomes disent que leur analyse a également révélé des choses étranges sur la façon dont WASP-127b orbite autour de son étoile hôte. WASP-127b tourne non seulement dans le sens opposé à celui de son étoile, mais aussi selon un angle très prononcé, presque autour des pôles de l'étoile. On pense que le système a environ 10 milliards d'années, ce qui signifie qu'il se passe certainement quelque chose d'étrange dans ce domaine particulier.
Toutes ces caractéristiques uniques font de WASP-127b une planète qui sera étudiée de manière très intensive à l'avenir.
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