Une stratosphère détectée sur une lointaine exoplanète
Une planète avec une atmosphère où les molécules d’eau brillent a fourni la preuve la plus convaincante de la première stratosphère découverte sur un monde hors du système solaire. En utilisant les données du télescope spatial Hubble de la NASA, une équipe internationale de scientifiques dirigée par l’université d’Exeter (Royaume-Uni) a constaté que la haute atmosphère de l’exoplanète WASP-121b est aussi chaude que le fer en ébullition, ce qui indique qu’elle est stratifiée d’une manière similaire à la Terre.
Découverte en 2015, WASP-121b est une géante gazeuse super chaude (superhot) de 1,18 fois la masse de Jupiter en orbite autour de l’étoile WASP-121, qui est à environ 900 années-lumière de Terre dans la constellation de la poupe. Ce “Jupiter chaud” tourne autour de son étoile tous les 1,27 jour et il est presque à l’intérieur de la limite de Roche de WASP-121, où les forces de marée déchiquèteraient la planète.
Mais ce qui intéresse les planétologues, c’est l’atmosphère de WASP-121b. L’analyse montre que le spectre lumineux change radicalement avec l’altitude au point où, au lieu d’absorber la lumière, les molécules d’eau commencent à briller et émettent de la lumière infrarouge à mesure que les électrons de la molécule se déplacent dans un état d’énergie plus élevé, pour revenir ensuite à leur état initial. Ceci indique que la température de la couche supérieure augmente, une caractéristique déterminante de la stratosphère.
Selon l’équipe d’Exeter, l’atmosphère supérieure atteint des températures de 2 500 °C. Elle détenait, avant la découverte de l’exoplanète KELT-9b (4 327 °C), le record de la planète la plus chaude jamais découverte. Sur Terre et sur d’autres planètes et lunes dans le système solaire, la stratosphère est engendrée par le rayonnement ultraviolet du Soleil piégé par l’ozone ou le méthane, bien que l’élévation de la température soit beaucoup moins dramatique, dix fois moins.
Une vue en 360°C de l’exoplanètes WASP-121b et son étoile WASP-121 :
Les modèles théoriques suggèrent que WASP-121b peut faire partie d’une classe spéciale d’exoplanètes ultra-chaudes. Il est possible que les gaz d’oxyde de vanadium et d’oxyde de titane soient responsables des températures, car ils peuvent fortement absorber la lumière à des longueurs d’onde visibles. Ces composés se retrouvent souvent dans les spectres d’étoiles naines brunes, qui ont de nombreuses propriétés en commun avec les super-Jupiters.
Selon Nikolay Nikolov, chercheur à l’université d’Exeter :
Nous avons mesuré une forte augmentation de la température de l’atmosphère de WASP-121b à des altitudes plus élevées, mais nous ne savons pas encore ce qui cause ce dramatique réchauffement. Nous espérons aborder ce mystère avec les observations à venir dans d’autres longueurs d’onde.
L’étude publiée dans Nature : An ultrahot gas-giant exoplanet with a stratosphere et présentée sur le site de l’université d’Exeter : Hubble Detects Exoplanet with Glowing Water Atmosphere.
