Des astronomes ont découvert l’élément le plus lourd jamais trouvé dans le baryum atmosphérique d’une exoplanète. Ils ont été surpris de découvrir du baryum à haute altitude dans l’atmosphère des géantes gazeuses super chaudes WASP-76 b et WASP-121 b, deux exoplanètes, des planètes en orbite autour d’étoiles extérieures à notre système solaire. Cette découverte inattendue soulève des questions sur la forme de ces atmosphères étranges.
« La partie déroutante et contre-intuitive est la suivante : pourquoi y a-t-il un élément si lourd dans les hautes atmosphères de ces planètes ? » déclare Tomas Azevedo Silva, doctorant à l’Université de Porto et à l’Instituto Astrofísica e Ciencias do Espaco (IA) au Portugal, qui a dirigé l’étude publiée aujourd’hui dans Astronomy and Astrophysics.
WASP-76 b et WASP-121 b ne sont pas des exoplanètes ordinaires. Les deux sont connus comme des Jupiters très chauds car ils sont de taille comparable à Jupiter tandis que leurs températures de surface sont extrêmement élevées, dépassant 1 000 degrés Celsius. Cela est dû à leur proximité avec les étoiles hôtes, ce qui signifie également qu’il ne faut qu’un jour ou deux pour orbiter chaque étoile. Cela donne à ces planètes des caractéristiques assez particulières ; Sur WASP-76 b, par exemple, les astronomes pensent qu’il pleut du fer.
Cependant, les scientifiques ont été surpris de trouver du baryum, qui est 2,5 fois plus lourd que le fer, dans les hautes atmosphères de WASP-76b et WASP-121b. « En raison de la forte gravité des planètes, nous nous attendons à ce que des éléments lourds tels que le baryum tombent rapidement dans les couches inférieures de l’atmosphère », explique le co-auteur Olivier Demangeon, également chercheur à l’Université de Porto et à l’IA.
« C’était en quelque sorte une découverte » accidentelle « , dit Azevedo Silva. « Nous n’attendions pas ou ne recherchions pas de baryum en particulier et nous avons dû vérifier si cela provenait vraiment de la planète car cela n’avait jamais été vu sur aucune exoplanète auparavant. «
Le fait que du baryum ait été détecté dans les atmosphères des deux Jupiters ultra-chauds suggère que cette classe de planètes pourrait être encore plus exotique qu’on ne le pensait auparavant. Bien que nous apercevions parfois du baryum dans notre ciel, comme le vert brillant des feux d’artifice, la question pour les scientifiques est de savoir quel processus naturel pourrait provoquer cet élément lourd à des altitudes aussi élevées sur ces exoplanètes. « Pour le moment, nous ne sommes pas sûrs des mécanismes », explique Demanjohn.
Dans l’étude des atmosphères des exoplanètes, les Jupiter extrêmement chauds sont très utiles. Comme l’explique Demangon : « Parce qu’elle est gazeuse et chaude, son atmosphère est très allongée et donc plus facile à observer et à étudier par rapport aux planètes plus petites ou plus froides. »
Déterminer la composition de l’atmosphère d’une exoplanète nécessite un équipement hautement spécialisé. L’équipe a utilisé l’instrument ESPRESSO du VLT de l’ESO au Chili pour analyser la lumière des étoiles filtrée à travers les atmosphères de WASP-76b et WASP-121b. Cela a permis d’y détecter clairement plusieurs éléments, dont le baryum.
Ces nouvelles découvertes montrent que nous n’avons fait qu’effleurer les secrets des exoplanètes. Avec de futurs instruments tels que le spectrographe ArmazoNes High Resolution High Dispersion Echelle Spectrograph (ANDES), qui fonctionnera sur le prochain Very Large Telescope (ELT) de l’ESO, les astronomes pourront étudier les atmosphères de grandes et petites exoplanètes, y compris les planètes rocheuses de type terrestre. , en profondeur, plus grand et pour recueillir plus d’indices sur la nature de ces mondes extraterrestres.
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