Quel est le miroir géant qu’ils ont trouvé dans le cosmos et pourquoi il ne devrait pas exister

L’Agence spatiale européenne (ESA) a réussi à localiser le corps le plus brillant connu à ce jour qui n’émet pas sa propre lumière. Il s’agit de exoplanète ultrachaude LTT9779bsituée à environ 260 années-lumière de nous et en orbite autour de son étoile hôte en seulement 19 heures.

De la taille de la planète Neptune, ce monde brûlant – où les températures atteignent jusqu’à 2 000⁰C du côté jour – est recouvert de nuages ​​de titane métallique hautement réfléchissants. En conséquence, LTT9779b réfléchit jusqu’à 80 % de la lumière qu’elle reçoit de son étoile mère, ce qui en fait l’exoplanète la plus brillante jamais découverte. C’est littéralement un miroir géant au milieu du cosmos.

C’est le résultat des recherches menées par le Satellite de Caractérisation des Exoplanètes (CHEOPS) de l’ESA. Avec seulement des dimensions de 1,5 x 1,4 x 1,5 mètres et un poids d’environ 300 kg avec le carburant, CHEOPS est capable de mesurer la taille des exoplanètes à partir des infimes variations de luminosité de leurs étoiles hôtes.

En effet, comme LTT9779b réfléchit la lumière de son étoile mère directement vers nous, les capteurs du satellite devraient voir une diminution de la quantité de lumière réfléchie lorsque l’exoplanète passe derrière son étoile. C’est précisément ce que les instruments du satellite CHEOPS ont trouvé, donnant une réflectance de 80 % pour notre « planète miroir » particulière.

Et ce n’est pas un terme éloigné de la réalité, puisque l’exoplanète LTT9779b constitue la meilleure miroir (et le plus grand) trouvé dans l’Univers à ce jour.

À propos des miroirs métalliques en optique

Mais, qu’entend-on vraiment par miroir et quel est son fonctionnement ? La définition est relativement simple : un miroir est un composant optique capable de réfléchir la lumière qui tombe dessus.

En particulier, seuls les appareils dont la réflexion est de type spéculaire et satisfont la loi de la réflexion (où l’angle d’incidence de la lumière est égal à l’angle réfléchi).

Parmi toutes les caractéristiques d’un bon miroir, nous pouvons en souligner deux fondamentales :

1. La réflectivité (ou réflectance), qui est le pourcentage d’intensité lumineuse qu’un miroir reflète. Généralement, cela dépend de la longueur d’onde de la lumière et de l’angle d’incidence.

2. La bande passante de réflexion, qui correspond à la gamme de longueurs d’onde lumineuses dans laquelle la réflectance est élevée. Ainsi, par exemple, si certains miroirs sont conçus pour réfléchir dans le visible, d’autres ont une bande passante dans l’infrarouge (comme le miroir primaire du télescope spatial James Webb).

D’autre part, les miroirs courants que nous utilisons dans les maisons consistent essentiellement en une plaque de verre avec un revêtement argenté à l’arrière. Ce sont les miroirs dits de seconde surface, qui présentent des réflexions mineures dans la couche de verre (réflexion primaire), augmentant considérablement dans la couche métallique (réflexion secondaire). En contrepartie, sa réflectivité est inférieure à 100%, car il existe des pertes d’absorption de la lumière visible dans la couche métallique.

Pour d’autres applications, des miroirs de première surface sont utilisés, où la lumière tombe directement sur le revêtement métallique (ou un revêtement d’amélioration) et n’atteint pas le support du miroir.

Précisément, le titane présent dans les nuages ​​de LTT9779b agirait comme un gigantesque miroir de première surface (bien que sans substrat), réfléchissant 80% de la lumière qu’il reçoit de son étoile mère.

Plus brillant que Vénus

Dans le ciel nocturne, nous pouvons identifier la Lune et la planète Vénus comme les objets les plus brillants (sans compter notre Soleil, dont la lumière est réfléchie par les précédents).

Dans le cas de notre satellite, le bella séléné il ne reflète que 8 % de l’énergie totale qu’il reçoit du Soleil (c’est-à-dire qu’il a un albédo de 0,08 sur une échelle de 0 à 1). Cependant, nous apprécions sa splendeur nocturne en raison de sa proximité avec notre planète.

D’autre part, la planète Vénus était (à ce jour) l’étoile la plus brillante qui n’émettait pas sa propre lumière, reflétant jusqu’à 75% de la lumière qu’elle recevait. Le fait que Vénus soit connue sous le nom de L’étoile nous donne une idée de l’ampleur de sa luminosité, principalement due à sa dense couche de nuages ​​composée essentiellement de CO2.

D’autre part, la Terre (vue de l’espace) a un albédo de 0,37, tandis que la géante gazeuse Jupiter réfléchit jusqu’à 52 % de la lumière solaire.

Par conséquent, l’exoplanète LTT9779b (avec un albédo de 0,80) est encore plus lumineuse que Vénus bien que, du fait de son éloignement, on ne puisse pas la voir à l’œil nu.

Une exoplanète qui ne devrait pas exister

A ce jour, toutes les exoplanètes découvertes qui orbitent autour de leur étoile hôte en moins d’une journée sont des “Jupiters chauds” (c’est à dire des géantes gazeuses d’un rayon 10 fois supérieur à la Terre) ou des planètes rocheuses plus petites que notre planète.

Selon le chercheur et co-auteur de l’étude Vivien Parmentier, de l’Observatoire de la Côte d’Azur en France, “est une exoplanète qui ne devrait pas exister”, puisque son atmosphère aurait été entraînée par son étoile mère, laissant derrière elle le noyau de l’exoplanète.

De plus, du fait de sa proximité avec son étoile, la température de LTT9779b côté jour atteint 2000 ⁰ C, une valeur trop élevée pour que des nuages ​​se forment dans son atmosphère. Cependant, cette exoplanète particulière a une atmosphère composée de nuages ​​métalliques.

Comment ces nuages ​​caractéristiques se sont-ils formés sur notre planète miroir ?

Selon les mots de ce groupe de chercheurs, “il faut penser de la même manière que la condensation qui se forme dans une salle de bain après une douche chaude”. Dans le cas de LTT9779b, les nuages ​​métalliques provenaient d’une sursaturation de l’atmosphère de l’exoplanète, lorsque l’excès de silicates et de titane dépassait leur capacité de rétention et forçait l’apparition de ces nuages.

Dans les observations futures, la collaboration des télescopes spatiaux Hubble et James Webb devrait recueillir plus d’informations sur la composition et la structure de cette exoplanète, le meilleur (et le plus grand) miroir trouvé à ce jour dans le cosmos.