Le Télescope spatial James Webb (JWST) a repéré une exoplanète lointaine, ce qui devrait être impossible. La super-Terre ultrachaude, nommée TOI-561 b, est entourée d’une épaisse atmosphère de gaz chauds qui recouvre une planète recouverte d’un océan de magma brûlant.
Les astronomes ont été surpris par plusieurs caractéristiques de la planète infernale, qui ne correspondent pas à ce que nous avons trouvé ailleurs dans l’univers. Cette découverte pourrait remodeler ce que nous savons sur les types de planètes qui peuvent se former et évoluer.
Chaud, proche du soleil et verrouillé par les marées
TOI-561 b est situé autour À 280 années-lumière de la Terre dans la constellation des Sextanset son rayon est environ 1,4 fois supérieur à celui de notre propre planète. Il fait le tour de son soleil, qui est légèrement plus petit et plus froid que le nôtre, toutes les 11 heures, selon le communiqué. Cela le place dans une classe rare d’objets connus sous le nom d’exoplanètes à période ultra-courte, selon la NASA.
La planète orbite incroyablement près de son étoile mère – à seulement 1/40ème de la distance entre Mercure et le soleil, indique le communiqué. Cela signifie qu’il est « verrouillé par les marées » ou qu’il maintient perpétuellement un côté de la planète face à l’étoile – un peu comme la lune de la Terre est étroitement lié à notre planète. De telles planètes verrouillées par les marées ont un côté jour et un côté nuit permanents.
Trop léger, trop cool, trop atmosphérique
La lointaine planète infernale intrigue les chercheurs à bien des égards.
D’une part, sa densité est inhabituellement faible. C’est probablement parce qu’elle s’est formée très différemment des planètes que nous connaissons le mieux.
« TOI-561 b se distingue des planètes à période ultra courte en ce sens qu’elle orbite autour d’une étoile très ancienne (deux fois plus vieille que le Soleil) et pauvre en fer dans une région de la Voie lactée connue sous le nom de disque épais », a déclaré Teske. « Elle a dû se former dans un environnement chimique très différent de celui des planètes de notre propre système solaire. »
Mais la plus grande surprise est venue lorsque les chercheurs ont examiné l’utilisation de JWST. L’instrument NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph) du télescope a révélé la température diurne de la planète en mesurant à quel point la lumière de la planète diminuait à mesure qu’elle se déplaçait derrière son étoile hôte. En fonction du type d’étoile qu’elle entoure et de sa distance, la température devrait atteindre 4 900 degrés Fahrenheit (2 700 degrés Celsius) si la planète était une roche nue. Pourtant, le TOI-561 b ne mesurait que 3 200 F (1 800 C).
L’équipe a testé, puis rejeté, un certain nombre d’explications sur la température anormalement froide. Personne ne pourrait expliquer cette différence, sauf une : la planète a une atmosphère épaisse.
Cela a défié leurs attentes. Les planètes qui gravitent si près de leur étoile depuis si longtemps ne devraient pas avoir d’atmosphère, car des éons de rayonnement de l’étoile mère auraient dû la détruire. Alors, comment TOI-601 b a-t-il conservé son atmosphère ?
L’atmosphère doit contenir plus de produits chimiques volatils que l’atmosphère terrestre, co-auteur de l’étude Tim Lichtenbergun astronome de l’Université de Groningen aux Pays-Bas, a déclaré dans le communiqué.
Cela confèrerait des vents forts qui transporteraient la chaleur du côté jour de la planète vers son côté nuit permanent. Une atmosphère fournirait également de la vapeur d’eau qui pourrait absorber une partie de la lumière proche infrarouge avant de pouvoir traverser l’atmosphère et pénétrer dans les instruments du JWST. Et des nuages brillants remplis de silicates, un ingrédient clé des roches sur Terre, pourraient également refléter la lumière des étoiles, co-auteur de l’étude Anjali Pietteun astronome de l’Université de Birmingham, au Royaume-Uni, a déclaré dans le communiqué.
« Nous avons vraiment besoin d’une atmosphère épaisse et riche en volatiles pour expliquer toutes les observations », a déclaré Piette.
Les chercheurs ont publié leurs résultats le 11 décembre dans Les lettres du journal astrophysique.
L’une des missions principales du JWST est de trouver et de caractériser les atmosphères autour des exoplanètes, car (à notre connaissance) une atmosphère est une condition préalable à la vie. Bien qu’il soit extrêmement improbable que cette planète infernale brûlante soit habitable, l’étude de son atmosphère avec JWST pourrait aider les scientifiques à mieux comprendre comment se forment les atmosphères planétaires, et comment le puissant télescope pourrait être utilisé au mieux pour trouver des preuves de vie extraterrestre.
