Des chercheurs observant avec le télescope spatial James Webb de la NASA/ESA/Agence spatiale canadienne ont identifié les caractéristiques d’un nuage de silicate dans l’atmosphère d’une planète lointaine. L’atmosphère continue de monter, de se mélanger et de se déplacer 22 heures sur 22, réchauffant la matière et poussant la matière plus froide vers le bas. Le changement de luminosité qui en résulte est si spectaculaire qu’il s’agit de l’objet planétaire le plus variable connu à ce jour. L’équipe scientifique a également fait des détections inhabituellement claires d’eau, de méthane et de monoxyde de carbone en utilisant les données de Webb, et a trouvé des preuves de dioxyde de carbone. C’est le plus grand nombre de particules jamais identifié sur une planète en dehors de notre système solaire.
La planète, cataloguée comme VHS 1256 b, est située à environ 40 années-lumière et orbite non pas une, mais deux étoiles pendant 10 000 ans. “VHS 1256 b est quatre fois plus éloigné de son étoile que Pluton ne l’est de notre soleil, ce qui en fait une bonne cible pour Webb”, a déclaré une équipe scientifique dirigée par Brittany Miles de l’Université de l’Arizona. “C’est-à-dire que la lumière de la planète ne se mélange pas avec la lumière de ses étoiles.” Plus haut dans l’atmosphère, là où tourbillonnent des nuages de silicate, la température atteint 830 degrés Celsius.
Dans le nuage, Webb a détecté des grains de poussière de silicate de plus en plus petits, qui apparaissent dans le spectre. Les grains fins de silicate dans son atmosphère ressemblent probablement davantage à de minuscules particules de fumée. Co-auteur de renom Beth Beller de l’Université d’Edimbourg en Angleterre. “Les gros grains peuvent ressembler à de très petites particules de sable très chaudes.”
VHS 1256 b a une gravité inférieure à celle des naines brunes plus massives, ce qui signifie que des nuages de silicate peuvent apparaître et rester plus haut dans son atmosphère où Webb peut les détecter. Une autre raison de la turbulence du ciel est l’âge de la planète. Astronomiquement, c’est très petit. Seulement 150 millions d’années se sont écoulées depuis sa formation – et elle continuera à changer et à reculer pendant des milliards d’années.
[Image Description: Graphic titled “Exoplanet VHS 1256 b Emission Spectrum.” The label at top right reads NIRSpec and MIRI, IFU Medium-Resolution Spectroscopy. The spectrum is plotted on a graph with y- and x-axes. The graph shows jagged lines. There are labels for water, carbon monoxide, methane, and silicates.]
Crédits : NASA, ESA, CSA, J. Olmsted (STScI), B. Miles (Université d’Arizona), S. Hinkley (Université d’Exeter), B. Biller (Université d’Édimbourg), A. Skemer (Université de Californie, Le père Noël)
À bien des égards, l’équipe considère ces découvertes comme les premières “pièces” extraites du spectre que les chercheurs considèrent comme un trésor de données. À bien des égards, ils commencent tout juste à définir leur contenu. “Nous avons identifié des silicates, mais une meilleure compréhension de la taille et de la forme des grains qui correspondent à certains types de nuages nécessitera beaucoup de travail supplémentaire”, a-t-il déclaré. dit Miles. “Ce n’est pas le dernier mot sur la planète – c’est le début d’un effort de modélisation à grande échelle pour s’adapter aux données complexes de Webb.”
Bien que toutes les caractéristiques observées par l’équipe aient été vues sur d’autres planètes ailleurs dans la Voie lactée par d’autres télescopes, d’autres équipes de recherche n’ont identifié qu’un seul motif à la fois. “Aucun autre télescope n’a identifié autant de caractéristiques simultanément pour une seule cible”, a-t-il déclaré. a déclaré le co-auteur Andrew Skimmer de l’Université de Californie à Santa Cruz. “Nous voyons de nombreuses particules dans un seul spectre Webb détaillant les nuages dynamiques et les systèmes météorologiques sur la planète Terre.”
L’équipe est parvenue à cette conclusion en analysant des données connues sous le nom de spectres collectés par deux instruments à bord de Webb, le spectromètre proche infrarouge (NIRSpec) et l’instrument infrarouge moyen (MIRI). Parce que les planètes orbitent à de grandes distances de leurs étoiles, les chercheurs peuvent les observer directement, plutôt que d’utiliser des techniques de transit ou de dorsale pour récupérer ces données.
Il y aura beaucoup à apprendre sur le VHS 1256 b dans les mois et les années à venir alors que l’équipe – et d’autres – continue d’examiner les données infrarouges haute résolution de Webb. “Il y a un énorme retour sur une quantité très modeste de temps de télescope”, a-t-il déclaré. Billier ajouté. “Avec seulement quelques heures d’observations, nous avons des possibilités infinies de découvertes supplémentaires.”
Que pourrait-il arriver à cette planète dans des milliards d’années ? En raison de sa grande distance par rapport aux étoiles, il se refroidit avec le temps et le ciel peut passer de couvert à clair.
Les chercheurs ont observé VHS 1256 b dans le cadre du programme Early Release Science de Webb, qui est conçu pour aider à transformer la capacité de la communauté astronomique à distinguer les planètes et les disques qui les composent.
Référence de la revue
- JWST Science Program Early Release Observations of Exoplanet Systems II: 1-to-20-micron Spectrum of Planetary-Mass Companion VHS 1256-1257 b,” sera posté sur Lettre du journal d’astrophysique
