La lueur d’une exoplanète pourrait être causée par la lumière des étoiles se reflétant sur le fer liquide

Les arcs-en-ciel existent-ils sur des mondes lointains ? De nombreux phénomènes qui se produisent sur Terre – comme la pluie, les ouragans et les aurores boréales – se produisent également sur d’autres planètes de notre système solaire si les conditions sont réunies. Nous disposons désormais de preuves provenant de l’extérieur de notre système solaire qu’une exoplanète particulièrement exotique pourrait afficher quelque chose proche d’un arc-en-ciel.

Elle apparaît dans le ciel sous la forme d’un halo de couleurs, phénomène appelé « gloire » qui se produit lorsque la lumière frappe des nuages ​​constitués de matière homogène sous forme de gouttelettes sphériques. C’est peut-être l’explication du mystère lié à l’observation de l’exoplanète WASP-76B. On a également observé que la planète, une géante gazeuse brûlante exposée à des pluies de fer en fusion, avait plus de lumière à son extrémité est (une ligne utilisée pour séparer le côté jour du côté nuit) que sur son extrémité ouest. Pourquoi y avait-il plus de lumière d’un côté de la planète ?

Après l’avoir repéré à l’aide du télescope spatial CHEOPS, puis combiné avec les observations précédentes de Hubble, Spitzer et TESS, une équipe de chercheurs de l’Agence spatiale européenne et de l’Université de Berne en Suisse pense désormais que la cause la plus probable de cette lumière supplémentaire est gloire. .

Voir la lumière

Pendant trois ans, CHEOPS a effectué 23 observations de WASP-76B en lumière visible et infrarouge. Ceux-ci comprenaient Courbes de phasesles transports en commun et Éclipse secondaire. Les courbes de phase sont des observations continues qui suivent la révolution complète d’une planète et montrent les changements dans sa phase ou dans la partie de sa face éclairée faisant face au télescope. Le télescope peut voir plus ou moins de ce côté lorsque la planète tourne autour de son étoile. Les courbes de phase peuvent déterminer le changement de luminosité globale d’une planète et d’une étoile lorsque la planète tourne.

Une éclipse secondaire se produit lorsqu’une planète passe derrière son étoile hôte et l’éclipse. La lumière vue lors de cette éclipse peut ensuite être comparée à la lumière totale avant et après l’occultation pour nous donner une idée de la lumière réfléchie par la planète. Les Jupiters chauds comme WASP-76B sont généralement observés via des éclipses secondaires.

Les observations de courbes de phase peuvent se poursuivre pendant que la planète occulte son étoile. En observant la courbe de phase de WASP-76B, CHEOPS a constaté un excès de lumière pré-écliptique sur sa face nocturne. Cela a également été observé dans la courbe de phase TESS et dans les observations d’éclipses secondaires faites précédemment.

La fin de l’arc-en-ciel ?

L’un des avantages de WASP-76b est qu’il s’agit d’un Jupiter très chaud, donc au moins son côté jour ne présente pas les nuages ​​​​et la brume qui obscurcissent souvent les atmosphères des Jupiters chauds et froids. Cela rend la détection des émissions atmosphériques beaucoup plus facile. Nous avons déjà remarqué une asymétrie de teneur en fer entre le côté fin de journée et le côté nuit, qui a été découverte en Étude précédente, rendant la planète particulièrement intéressante. Il n’y avait pas autant de fer gazeux dans la haute atmosphère du membre diurne que dans le membre nocturne. Cela est probablement dû à la pluie de fer du côté jour de WASP-76b, qui se condense ensuite pour former des nuages ​​de fer du côté nuit.

Les observations de Hubble ont indiqué qu’une inversion thermique – lorsque l’air près de la surface de la planète commence à se refroidir – se produisait du côté nuit. Le refroidissement de ce côté provoquerait la condensation du fer qui s’était auparavant condensé en nuages, avait plu pendant la journée, puis s’était évaporé à cause de la chaleur intense. Les gouttelettes de fer liquide peuvent former des nuages.

Ces nuages ​​​​sont cruciaux car la lumière de l’étoile hôte, réfléchie par les gouttelettes de ces nuages, peut créer un effet de gloire.

« Pour expliquer l’observation avec un effet de gloire, il faudrait des gouttelettes sphériques d’aérosol et des nuages ​​​​hautement réfléchissants de forme sphérique dans l’hémisphère oriental de la planète », ont déclaré les chercheurs dans un article récemment publié dans la revue Astronomy and Astrophysics.

Des gloires extraterrestres ont déjà été vues. On sait également qu’ils se forment dans les nuages Planète Vénus. Tout comme WASP-76b, davantage de lumière pré-éclipse a été observée sur Vénus. Ainsi, même si la gloire de l’exoplanète est assez claire, de futures observations utilisant un télescope plus puissant pourraient aider à déterminer à quel point le phénomène sur WASP-76 est similaire à celui existant. sur notre planète. Planète Vénus. S’ils correspondent, ce serait la première gloire jamais observée sur une exoplanète.

Si les recherches futures trouvent un moyen concret de savoir si cela fonctionne réellement, ces phénomènes pourraient nous en dire plus sur la composition atmosphérique des exoplanètes, en fonction des types d’éléments ou de molécules sur lesquels la lumière se reflète. Ils peuvent même renoncer à la présence d’eau, ce qui pourrait signifier l’habitabilité. Bien que la gloire supposée de WASP-76b n’ait pas été prouvée de manière concluante, ce n’est rien d’autre qu’un arc-en-ciel dans l’obscurité.

Astronomie et astrophysique, 2024. DOI : 10.1051/0004-6361/202348270