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 et 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 2 000 °C du côté jour – est recouvert de nuages ​​​​de titane métallique hautement réfléchissants. En conséquence, LTT9779b reflète 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 pour la 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 constater une diminution de la quantité de lumière réfléchie à mesure que l’exoplanète passe derrière son étoile. C’est précisément ce qu’ont trouvé les instruments du satellite CHEOPS, qui donnent une réflectance de 80% pour notre « planète miroir » particulière. Et ce n’est pas loin 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 réellement 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 sur lui.

En particulier, seuls les dispositifs dans lesquels 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 de la lumière dans laquelle la réflectance est élevée. Ainsi, par exemple, si certains miroirs sont conçus pour réfléchir dans le domaine visible, d’autres ont une bande passante dans l’infrarouge (comme le miroir primaire du télescope spatial James Webb).

D’un autre côté, les miroirs courants que nous utilisons dans les maisons sont essentiellement constitués d’une plaque de verre avec une couche d’argent au dos. 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, on utilise des miroirs de première surface, où la lumière tombe directement sur le revêtement métallique (ou un revêtement d’amélioration) et n’atteint pas le support du miroir.

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

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

Par conséquent, l’exoplanète LTT9779b (avec un albédo de 0,80) est encore plus brillante que Vénus même si, en raison de son éloignement, nous ne pouvons pas la voir à l’œil nu.

Une exoplanète qui ne devrait pas exister

À ce jour, toutes les exoplanètes découvertes qui gravitent autour de leur étoile hôte en moins d’une journée sont ce qu’on appelle des « Jupiters chauds » (c’est-à-dire des géantes gazeuses d’un rayon 10 fois plus grand que 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”, car on pourrait s’attendre à ce que son atmosphère ait 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 sur sa face diurne atteint 2000 ⁰ C, une valeur trop élevée pour que des nuages ​​se forment dans son atmosphère. Cependant, cette exoplanète particulière possède une atmosphère composée de nuages ​​métalliques.

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

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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.

Lors des futures observations, la collaboration des télescopes spatiaux Hubble et James Webb devrait permettre de recueillir davantage 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.