Un télescope de l'ESO observe une pluie de fer tomber à la surface d'une exoplanète

Publié par Redbran le 12/03/2020 à 14:00
Source: ESO
Grâce au Very Large Telescope (VLT) de l'ESO, des chercheurs ont observé une planète à la surface de laquelle une pluie métallique semble se précipiter. La face éclairée de cette exoplanète géante et ultra chaude voit sa température de surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique,...) grimper au-delà des 2400 degrés Celsius, ce qui suffit à vaporiser les métaux dont elle est constituée. Des vents violents transportent la vapeur () de fer (Le fer est un élément chimique, de symbole Fe et de numéro atomique 26. C'est le métal de transition et le matériau ferromagnétique le plus courant dans la vie quotidienne,...) sur la face opposée, située dans l'ombre (Une ombre est une zone sombre créée par l'interposition d'un objet opaque (ou seulement partiellement opaque) entre une source de lumière et la surface sur laquelle se réfléchit cette...), où elle condense en gouttelettes de fer.


“Nous pourrions affirmer que cette planète (Une planète est un corps céleste orbitant autour du Soleil ou d'une autre étoile de l'Univers et possédant une masse suffisante pour que sa gravité la maintienne en équilibre...) est caractérisée par une météo pluvieuse en soirée, au détail près qu'il s'agit ici de précipitations de fer” précise David Ehrenreich, professeur à l'Université de Genève (L'université de Genève (UNIGE) est l'université publique du canton de Genève en Suisse. Fondée en 1559 par Jean Calvin, sous le nom d'Académie de Genève, comme un séminaire théologique...) en Suisse. Ce dernier a conduit une étude de cette étrange exoplanète (Une exoplanète, ou planète extrasolaire, est une planète orbitant autour d'une étoile autre que le Soleil. La plupart des exoplanètes découvertes à ce jour orbitent autour...), publiée ce jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil...) au sein de la revue Nature. Baptisée WASP-76b, elle se situe à quelque 640 années lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs...) de la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par...) dans la constellation (Une constellation est un ensemble d'étoiles dont les projections sur la voûte céleste sont suffisamment proches pour qu'une civilisation les relie par des lignes imaginaires, traçant ainsi une figure sur la...) des Poissons (Les Poissons sont une constellation du zodiaque traversée par le Soleil du 12 mars au 18 avril. Dans l'ordre du zodiaque, elle se situe entre le Verseau à l'ouest et le...).

La survenue de cet étrange phénomène s'explique par le fait que cette planète présente toujours la même face, son côté jour, à son étoile (Une étoile est un objet céleste émettant de la lumière de façon autonome, semblable à une énorme boule de plasma comme le Soleil, qui est l'étoile la plus proche de la Terre.) parent. Sa face nocturne, de température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie...) inférieure, demeure donc constamment dans l'obscurité. A l'image de la Lune (La Lune est l'unique satellite naturel de la Terre et le cinquième plus grand satellite du système solaire avec un diamètre de 3 474 km. La distance moyenne...) sur son orbite (En mécanique céleste, une orbite est la trajectoire que dessine dans l'espace un corps autour d'un autre corps sous l'effet de la gravitation.) autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit appartiennent au genre Accipiter, soit constituent les 5...) de la Terre, WASP-76b se trouve “verrouillée par la gravitation”: sa période de rotation (La période de rotation désigne la durée mise par un astre (étoile, planète, astéroïde) pour faire un tour sur lui même. Par exemple, la Terre a une période de rotation...) autour de son axe équivaut à sa période de révolution (La période de révolution, est le temps mis par un astre pour accomplir sa trajectoire, ou révolution, autour d’un autre astre. Comme une planète autour du Soleil, ou...) autour de son étoile hôte.

Sa face éclairée reçoit de son étoile parent un rayonnement (Le rayonnement, synonyme de radiation en physique, désigne le processus d'émission ou de transmission d'énergie impliquant une particule porteuse.) des milliers de fois supérieur à celui que la Terre capte du Soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile centrale du système solaire. Dans la classification astronomique, c'est une étoile de type naine jaune, et composée...). Cet éclairement se traduit par une température de surface élevée, la fragmentation des molécules en atomes (Un atome (du grec ατομος, atomos, « que l'on ne peut diviser ») est la plus petite partie d'un corps simple pouvant se combiner chimiquement avec une autre. Il est généralement...), et l'évaporation (L'évaporation est un passage progressif de l'état liquide à l'état gazeux. Elle est différente de l'ébullition qui est une transition rapide. C'est un changement d'état...) des métaux tel le fer au sein de l'atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :). Le gradient de température entre les faces sombre et éclairée génère des vents violents qui transportent la vapeur de fer du côté diurne ultra-chaud vers la face nocturne caractérisée par une température voisine de 1500 degrés Celsius.

Ce gradient de température entre les faces sombre et éclairée de WASP-76b s'accompagne d'une différence de chimie (La chimie est une science de la nature divisée en plusieurs spécialités, à l'instar de la physique et de la biologie avec lesquelles elle partage des espaces d'investigations communs ou proches.) entre le jour et la nuit, rapporte la nouvelle étude. Grâce à ESPRESSO, un instrument nouvellement installé sur le VLT de l'ESO dans le désert (Le mot désert désigne aujourd’hui une zone stérile ou peu propice à la vie, en raison du sol impropre, ou de la faiblesse des précipitations (moins de 250 mm par an).) chilien de l'Atacama, les astronomes ont pour la toute première fois mis en évidence l'existence de variations chimiques à la surface d'une planète gazeuse, géante (Une étoile géante est une étoile de classe de luminosité II ou III. Dans le diagramme de Hertzsprung-Russell, les géantes forment deux branches au-dessus de la séquence principale. Elles se situent entre les...) et ultra-chaude. Ils ont ainsi détecté la forte signature de vapeur de fer à la frontière (Une frontière est une ligne imaginaire séparant deux territoires, en particulier deux États souverains. Le rôle que joue une frontière peut fortement varier suivant les...) du soir, qui sépare les faces diurne et nocturne de la planète. “Etonnamment toutefois, nous n'avons détecté aucune trace (TRACE est un télescope spatial de la NASA conçu pour étudier la connexion entre le champ magnétique à petite échelle du Soleil et la...) de vapeur de fer à la frontière du matin” précise David Ehrenreich. “ Il s'ensuit qu'il pleut du fer sur la face sombre de cette exoplanète extrême”.

“Les observations (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et d’étude...) indiquent que la vapeur de fer est abondante dans l'atmosphère surplombant la face éclairée - de température élevée - de WASP-76b” ajoute Maria Rosa (Rosa peut désigner :) Zapatero Osorio, astrophysicienne au Centre d'Astrobiologie de Madrid (Madrid est la capitale de l'Espagne. Ville la plus vaste et la plus peuplée du pays, c'est le chef-lieu de la Communauté autonome de Madrid qui appartient à la province de Madrid. Elle abrite également...), Espagne, et responsable de l'équipe scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui se consacre à l'étude d'un domaine avec la rigueur et les méthodes scientifiques.) d'ESPRESSO. “Une fraction de ce fer se trouve injectée du côté nocturne sous le double effet de la rotation de la planète et de la circulation (La circulation routière (anglicisme: trafic routier) est le déplacement de véhicules automobiles sur une route.) atmosphérique. A la rencontre de cet environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les...) plus froid (Le froid est la sensation contraire du chaud, associé aux températures basses.), le fer condense et retombe sous forme de pluie (La pluie désigne généralement une précipitation d'eau à l'état liquide tombant de nuages vers le sol. Il s'agit d'un hydrométéore...).”

Ce résultat est le fruit (En botanique, le fruit est l'organe végétal protégeant la graine. Caractéristique des Angiospermes, il succède à la fleur par transformation du pistil....) des toutes premières observations scientifiques menées en septembre 2018 au moyen d'ESPRESSO par le consortium scientifique à l'origine de l'instrument: une équipe composée de personnels travaillant au Portugal, en Italie, en Suisse, en Espagne et à l'ESO.

ESPRESSO - pour Echelle SPectrograph for Rocky Exoplanets and Stable Spectroscopic Observations (spectrographe à échelle dédié à l'étude des éxoplanètes rocheuses et aux observations spectroscopiques stables) - fut à l'origine conçu pour détecter des planètes de type Terre autour d'étoiles semblables au Soleil. Toutefois, il s'est avéré beaucoup plus polyvalent. “Nous nous sommes rapidement aperçus que la formidable puissance (Le mot puissance est employé dans plusieurs domaines avec une signification particulière :) collectrice du VLT, conjuguée à l'extrême stabilité d'ESPRESSO, en faisaient un instrument idéal (En mathématiques, un idéal est une structure algébrique définie dans un anneau. Les idéaux généralisent de façon féconde l'étude de la divisibilité pour les...) pour étudier les atmosphères exoplanétaires”, précise Pedro Figueira, scientifique en charge (La charge utile (payload en anglais ; la charge payante) représente ce qui est effectivement transporté par un moyen de transport donné, et qui donne lieu à un paiement ou un bénéfice non pécuniaire pour être...) de l'instrument ESPRESSO à l'ESO au Chili.

“Nous disposons désormais d'une toute nouvelle méthode de suivi du climat (Le climat correspond à la distribution statistique des conditions atmosphériques dans une région donnée pendant une période de temps donnée. Il se distingue de la météorologie qui désigne...) à la surface des exoplanètes les plus extrêmes”, conclut David Ehrenreich.


L'exoplanète géante et ultra-chaude WASP-76b orbite autour de l'étoile WASP-76, située à quelque 390 années lumière de la Terre dans la constellation des Poissons. Cette vidéo nous emmène en direction de ce système.
Des observations de WASP-76b effectuées au moyen du Very Large Telescope (Le Very Large Telescope (VLT) est un ensemble de 4 télescopes principaux et 4 auxiliaires à l'Observatoire du Cerro Paranal, situé dans le désert d'Atacama au nord du Chili,...) (VLT) de l'ESO suggèrent que des gouttes de fer précipitent à la surface de cette exoplanète extrême.
Crédit:ESO/L.Calçada/spaceengine.org

L'exoplanète géante et ultra-chaude WASP-76b orbite autour de l'étoile WASP-76, située à quelque 390 années lumière de la Terre dans la constellation des Poissons. Cette vidéo montre l'orbite de cette étrange planète autour de son étoile hôte.
A l'image de la Lune sur son orbite autour de la Terre, WASP-76b est “gravitationnellement liée”: sa période de rotation autour de son axe équivaut à sa période de révolution autour de son étoile. Côté jour, la température grimpe au-delà des 2400 degrés Celsius, ce qui suffit à vaporiser les métaux. De forts vents charrient la vapeur de fer en direction de la face sombre de température modérée, où elle condense sous la forme de gouttelettes de fer.
Crédit: ESO/L.Calçada/spaceengine.org


Quelles sont les exoplanètes les plus étranges ayant fait l'objet de détection ou d'étude au moyen des télescopes de l'ESO ? Cet ESOCast apporte la réponse à cette question.
Crédit: ESO


Notes:
Une version précédente de ce communiqué de presse (Un communiqué de presse est un document court envoyé aux journalistes dans le but de couvrir un événement.) indiquait par erreur, sur la base d'une étude de 2016, que la distance de WASP-76b par rapport à la Terre était de 390 années-lumière,. Des données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire,...) plus récentes indiquent que l'exoplanète se trouve à 640 années-lumière.


Référence publication:
Ce travail de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la recherche scientifique désigne...) a fait l'objet d'une publication à paraître au sein de la revue Nature:
Cet article vous a plu ? Vous souhaitez nous soutenir ? Partagez-le sur les réseaux sociaux avec vos amis et/ou commentez-le, ceci nous encouragera à publier davantage de sujets similaires !
Page générée en 0.384 seconde(s) - site hébergé chez Amen
Ce site fait l'objet d'une déclaration à la CNIL sous le numéro de dossier 1037632
Ce site est édité par Techno-Science.net - A propos - Informations légales
Partenaire: HD-Numérique