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Il existe des exoplanètes vraiment inhospitalières avec des pluies de titane et des nuages d'oxyde d'aluminium

Il existe des exoplanètes vraiment inhospitalières avec des pluies de titane et des nuages d'oxyde d'aluminium
Une planète chaude transite devant son étoile-mère dans cette illustration d'artiste d'un système d'exoplanètes. © ESA/ATG medialab

Le télescope spatial Kepler de la NASA, qui a été mis hors service en octobre 2018, a permis de découvrir de nombreuses exoplanètes, mais toutes semblent loin d'être hospitalières contrairement à la paire planète-étoile qui ressemble au duo Terre-Soleil et qui fait l'objet d'une étude récemment publiée dans Astronomy & Astrophysics. En effet, certaines exoplanètes sont totalement inhabitables pour les formes de vie telles qu'on les connaît aujourd'hui. C'est le cas des fameuses Jupiters chaudes, autrement appelées parfois "planètes joviennes épistellaires". Elles sont appelées ainsi car ce sont des géantes gazeuses, de masse comparable ou supérieure à celle de Jupiter (mais pas plus de 13,6 fois la masse de Jupiter), qui orbitent si près de leur étoile que les températures y sont extrêmement élevées.

Une équipe internationale d'astronomes a décidé de s'intéresser à ces exoplanètes et d'en faire un atlas détaillant les différents types de nuages et d'atmosphères observés sur les Jupiters chaudes. L'étude est récemment parue dans Nature Astronomy et s'intitule "Composition des aérosols des exoplanètes géantes chaudes dominées par les silicates et les brouillards d'hydrocarbures". Le terme "aérosols" fait référence à un ensemble de fines particules, solides ou liquides en suspension dans l'atmosphère d'une planète.

Ils ont tout d'abord constaté qu'un type de nuages domine les atmosphères des géantes gazeuses, que ce soit les Jupiters chaudes ou les géantes plus froides. Ces atmosphères contiennent "des gouttelettes liquides ou solides de silicium et d'oxygène, comme du quartz fondu ou du sable fondu", écrivent les chercheurs. Et "les types de nuages qui peuvent exister dans ces atmosphères chaudes sont des choses que nous ne considérons pas vraiment comme des nuages dans le Système solaire", a déclaré l'auteur principal de l'étude Peter Gao dans un communiqué de presse.

Mais les chercheurs ont aussi trouvé sur les Jupiters chaudes des compositions d'atmosphères plus "exotiques", avec notamment des nuages faits d'oxyde d'aluminium, et de la pluie de titane. Ils estiment que dans les Jupiters les plus chaudes, les oxydes d'aluminium et les oxydes de titane se condensent en nuages de haut niveau, alors que dans les exoplanètes où l'atmosphère est plus froide, ces nuages se forment plus profondément dans la planète, et sont obscurcis par des nuages de silicate plus élevés. Si la température sur la planète est encore plus froide, les nuages de silicate se forment encore plus profondément, laissant une haute atmosphère dégagée.

Leurs travaux permettent non seulement de mieux comprendre la composition des atmosphères de ces exoplanètes, mais aussi de les aider à observer d'autres dans le futur grâce à des télescopes plus performants (car la technique de spectroscopie actuelle ne fonctionne pas si la couverture nuageuse est trop épaisse). Dans notre Système solaire, l'étude, par exemple, des atmosphères épaisses et brumeuses des géantes gazeuses plus froides comme Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune, ou encore les lunes comme Titan, pourrait être intéressante dans ce sens.

L'équipe de chercheurs a ainsi conclu que les meilleurs candidates de Jupiters chaudes pour l'étude de l'atmosphère dans les années à venir seraient celles situées entre deux plages de températures : soit entre entre 626°C et 1126°C, ou bien supérieur à 1926°C.

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De futures missions pour l'étude des exoplanètes

Avec les trous noirs, l'étude des exoplanètes constitue l'un des sujets qui va prendre beaucoup d'ampleur dans les années à venir dans le domaine de l'astronomie. Après le lancement du télescope spatial de la NASA TESS pour "Transiting Exoplanet Survey Satellite", qui scrute le ciel pour trouver des mondes extraterrestres et qui devrait permettre de découvrir des dizaines de planètes de la taille de la Terre et jusqu'à 500 planètes de moins de deux fois la taille de notre planète, d'autres missions spatiales dans ce domaine de l'astronomie sont prévues pour les années à venir.

En effet, après CHEOPS lancée en décembre 2019 pour observer les étoiles brillantes et proches qui abritent des exoplanètes d'une taille comprise entre celles de la Terre (avec 12 756 km de diamètre) et de Neptune (49 244 km de diamètre) et qui n'ont pas d'équivalence dans notre Système solaire, l'Agence spatiale européenne (ESA) devrait lancer PLATO (PLAnetary Transits and Oscillations of stars) fin 2026 et ARIEL (Atmospheric Remote-sensing Infrared Exoplanet Large-survey) au milieu de 2028. L'observatoire spatial PLATO devrait permettre de trouver et d'étudier des exoplanètes de type terrestre, tandis qu'ARIEL aura pour objectif de mesurer la composition chimique et les structures thermiques des atmosphères de centaines d'exoplanètes chaudes ou tempérées, de détecter la présence de nuages ou d'étudier les interactions avec l'étoile hôte.

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Business Insider
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