Nous venons d’obtenir la vue la plus détaillée de l’atmosphère d’une exoplanète à ce jour

WASP-39b, une géante gazeuse située à environ 700 années-lumière, s’est avérée être un trésor d’exoplanète.

Plus tôt cette année, WASP-39b a fait l’objet Première découverte de dioxyde de carbone dans l’atmosphère d’une planète en dehors du système solaire.

Maintenant, une analyse approfondie des données du télescope spatial James Webb (JWST) nous a donné une mine d’or absolue d’informations : le regard le plus détaillé sur l’atmosphère d’une exoplanète à ce jour.

Les découvertes comprennent des informations sur les nuages ​​​​de WASP-39b, la toute première détection directe de la photochimie dans l’atmosphère d’une exoplanète et un inventaire presque complet du contenu chimique de l’atmosphère qui révèle des indices alléchants sur l’histoire de la formation de l’exoplanète.

Ces découvertes épiques ont été publiées dans cinq articles la natureet ouvre la voie à la divulgation finale des signatures chimiques de la vie en dehors du système solaire.

Ces premières observations sont le signe avant-coureur d’une science encore plus étonnante à venir avec JWST. dit l’astrophysicienne Laura KreidbergDirecteur de l’Institut Max Planck d’astronomie en Allemagne.

« Nous avons mis le télescope à l’épreuve pour les tests de performance, et c’était presque parfait, même mieux que nous aurions pu l’espérer. »

Depuis la découverte des premières exoplanètes au début des années 1990, nous cherchons à en savoir plus sur ces mondes en orbite autour d’étoiles extraterrestres.

Mais les défis étaient de taille. Les exoplanètes peuvent être très petites et très éloignées. Nous n’avons jamais vu la plupart d’entre eux : nous ne connaissons leur existence que grâce à leur influence sur leurs stars hôtes.

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Un de ces effets se produit lorsqu’une exoplanète passe entre nous et l’étoile, un événement connu sous le nom de transit. Cela atténue légèrement la lumière des étoiles; Des événements de gradation périodiques indiquent la présence d’un objet en orbite. Nous pouvons même déterminer la taille de cet objet en orbite, en fonction des effets de gradation et de gravitation sur l’étoile.

Et encore une chose que nous pouvons dire, sur la base des données de transfert. Lorsque la lumière des étoiles traverse l’atmosphère d’une exoplanète qui passe, elle change. Certaines longueurs d’onde du spectre sont plus faibles ou plus lumineuses, selon la façon dont les molécules de l’atmosphère absorbent et réémettent la lumière.

Le signal est faible, mais avec un télescope suffisamment puissant et un ensemble de transits, les caractéristiques changeantes d’absorption et d’émission sur le spectre peuvent être décodées pour déterminer le contenu atmosphérique d’une exoplanète.

JWST est le télescope spatial le plus puissant jamais lancé. Avec trois de ses quatre instruments, il a obtenu des spectres infrarouges détaillés de l’étoile WASP-39. Ensuite, les scientifiques ont commencé à analyser les codes de couleur.

Le premier était une liste de particules dans l’atmosphère de WASP-39b. En plus de ce qui précède Le dioxyde de carboneLes chercheurs ont détecté de la vapeur d’eau, du sodium et du monoxyde de carbone. Aucun méthane n’a été détecté, ce qui signifie que la métallicité de WASP-39b est supérieure à celle trouvée sur Terre.

Il révèle également l’abondance de ces éléments. En particulier, le rapport du carbone à l’oxygène indique que l’exoplanète s’est formée plus loin de son étoile hôte que son emplacement proche actuel, occupant une orbite de quatre jours. Et les données de modélisation et d’observation indiquent que le ciel de l’exoplanète est peuplé de nuages ​​fracturés – non pas d’eau, mais de silicates et de sulfates.

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Enfin, les observations ont révélé la présence d’un composé appelé dioxyde de soufre. Ici dans le système solaire, sur des mondes rocheux comme Planète Vénus et Jovian Moon AyoLe dioxyde de soufre est le résultat de l’activité volcanique. Mais dans les mondes gazeux, le dioxyde de soufre a une histoire d’origine différente : il est produit lorsque le sulfure d’hydrogène est décomposé par la lumière en ses composants et que le soufre résultant est oxydé.

Les réactions chimiques provoquées par un photon sont appelées photochimieet a des implications sur l’habitabilité, la stabilité atmosphérique et la composition des aérosols.

Pour être clair, il est peu probable que WASP-39b soit habitable pour la vie telle que nous la connaissons pour toute une série de raisons, y compris, mais sans s’y limiter, sa température torride et sa composition gazeuse, mais la découverte de la photochimie a des implications pour les études des atmosphères de d’autres mondes et comprendre l’évolution du WASP-39b lui-même.

Les scientifiques planétaires se préparent depuis des années à obtenir des informations sur les atmosphères que JWST devait fournir. Avec la première analyse détaillée de l’atmosphère en dehors du système solaire, il semble que le télescope spatial tiendra sa promesse.

De plus, les équipes impliquées dans ces recherches préparent une documentation afin que d’autres scientifiques puissent appliquer leurs techniques aux futures observations d’exoplanètes JWST.

Nous ne détecterons peut-être pas les signatures de la vie dans l’atmosphère d’une exoplanète avec JWST – peut-être qu’un télescope plus puissant serait nécessaire pour rendre ce niveau de détails fins – mais avec WASP-39b analysé, cette découverte semble encore plus excitante à portée de main. .

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des données comme celle-ci, dit l’astronome Natalie Batalha De l’Université de Californie à Santa Cruz, « A Game Changer ».

La recherche sera publiée la nature Il peut être lu dans les éditions préimprimées par iciEt le par iciEt le par iciEt le par iciEt le par ici.

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