À l’aide des données du télescope spatial James Webb de la NASA, les astronomes ont détecté des nuages constitués de silicate ou de sable dans l’atmosphère d’une exoplanète proche ou d’une planète située en dehors de notre système solaire.
WASP-107b, situé à 200 années-lumière de la Terre dans la constellation de la Vierge, est un monde gazeux unique en orbite autour d’une étoile un peu plus froide et moins massive que notre soleil.
Ce qui la rend inhabituelle, c’est qu’elle a une masse de la taille de Neptune, mais plus proche de celle de Jupiter, dont le diamètre est presque trois fois plus grand.
Selon l’équipe, cela rend WASP-107b un peu « mou » par rapport aux géantes gazeuses de notre système solaire, mais cela nous permet également de sonder 50 fois plus profondément son atmosphère.
En analysant les données de Webb, les chercheurs ont découvert non seulement des nuages de silicates mais aussi de l’eau et du gaz toxique, le dioxyde de soufre, le tout contenu dans une atmosphère dynamique dans laquelle la matière circule vigoureusement, y compris sous la pluie produite par le sable.
L’étude a été entreprise par l’astrophysicienne Leen Decin de la KU Leuven en Belgique et ses collègues, en utilisant les observations faites par l’instrument infrarouge moyen sur Webb, que l’équipe attribue à la « révolution » de notre étude des exoplanètes.
En ce qui concerne WASP-107b, Decin a déclaré Semaine d’actualités“Il n’y a pas d’analogue [……] dans notre système solaire.
“De plus, nous avons vu que les voies chimiques suivies pour former des molécules spécifiques et des particules de sable solides sont complètement différentes de ce que nous connaissons ici sur Terre.
“Ce n’est qu’en ouvrant notre esprit, en explorant cette terra incognita des processus chimiques extraterrestres, que nous pourrons comprendre ce qui se passe dans l’atmosphère de cette planète extrême.”
La présence de nuages si hauts dans l’atmosphère de WASP-107b a posé une sorte d’énigme aux chercheurs.
Tout comme l’eau gèle à basse température dans l’atmosphère terrestre, les particules de silicate – ce que nous pourrions appeler du sable – peuvent geler pour former des nuages dans la haute atmosphère des mondes gazeux, où les températures atteignent 1 832 degrés Fahrenheit (1 000 degrés Celsius).
Cependant, avec l’atmosphère extérieure de WASP-107b à seulement 932 degrés Fahrenheit (500 degrés Celsius), les scientifiques s’attendaient à ce que des nuages de silicate se forment plus profondément dans l’atmosphère, où les températures sont nettement plus élevées, et non dans les couches externes.
Le co-auteur de l’article, Michiel Min, astronome à l’Université d’Amsterdam, a déclaré dans un communiqué : “Le fait que nous voyons ces nuages de sable haut dans l’atmosphère doit signifier que les gouttelettes de pluie de sable s’évaporent dans des couches plus profondes et très chaudes.
« Les vapeurs de silicate qui en résultent sont efficacement déplacées vers le haut, où elles se recondensent pour former à nouveau des nuages de silicate.
“Cela ressemble beaucoup au cycle de la vapeur d’eau et des nuages sur notre Terre, mais avec des gouttelettes de sable.”
L’analyse de l’équipe a également révélé que l’atmosphère de WASP-107b contient à la fois de l’eau et du dioxyde de soufre, le gaz qui donne aux allumettes leur odeur distinctive.
Les scientifiques avaient précédemment prédit que ce composé serait trouvé autour de WASP-107b, mais c’est la première fois que ce gaz y est détecté.
Les chercheurs ont expliqué que la nature molle de la planète est responsable de la formation de dioxyde de soufre.
Même si l’étoile hôte de WASP-107b est belle et libère relativement peu de photons de haute énergie, elle est néanmoins capable de pénétrer profondément dans l’atmosphère de la planète et de déclencher des réactions produisant du dioxyde de soufre.
Une fois l’étude initiale terminée, l’équipe continue d’analyser les exoplanètes à l’aide des données collectées par le télescope Webb. Même si cet effort se poursuit, a conclu Decin, « il est clair que de nombreuses nouvelles surprises et nouvelles perspectives suivront ! »
Les résultats complets de l’étude ont été publiés dans la revue Nature.
