ABOU DHABI, 2 mai 2024 (WAM) -- La chercheuse scientifique Jasmina Blecic et le professeur associé Ian Dobbs-Dixon du Centre d'astrophysique et de sciences spatiales (Center for Astrophysics and Space Science) (CASS), ainsi que des collègues de l'équipe James Webb Space Telescope Transiting Exoplanet Early Release Science (JTEC-ERS), ont exploité la puissance du télescope James Webb de la NASA pour découvrir de nouvelles informations sur le climat d'une exoplanète géante de la taille de Jupiter, y compris la première observation de ses nuages remplis de poussière.
Dans une étude récemment publiée dans Nature Astronomy, les chercheurs expliquent comment ils ont testé les capacités inégalées de l'instrument Mid-Infrared Instrument (MIRI) du télescope Webb et observé l'orbite entière de WASP-43b, une exoplanète géante remplie de gaz. Ces observations de la "courbe de phase", réalisées au cours de l'année inaugurale de Webb, ont révélé la distribution de la température sur l'ensemble de la planète et ont permis de mieux comprendre le climat planétaire.
Les chercheurs ont découvert des nuages épais, une absence surprenante de méthane du côté nocturne de la planète et une omniprésence de l'eau dans toute son atmosphère. C'est la première fois que des nuages ont été déduits du côté nocturne de la planète ; ils ont été trouvés à des altitudes beaucoup plus élevées dans l'atmosphère planétaire par rapport aux nuages typiques observés sur Terre.
WASP-43b partage une taille et une masse comparables à celles de Jupiter, mais ses caractéristiques planétaires divergent considérablement. Son étoile hôte, WASP-43A, est beaucoup plus froide et plus rouge que notre soleil et se trouve à environ 86 années-lumière de la Terre. WASP-43b orbite étroitement autour de son étoile, ce qui fait que son année ne dure que 19,5 heures.
Cette proximité entraîne la synchronisation de la rotation de la planète avec son orbite, un côté faisant toujours face à l'étoile, à l'instar du verrouillage par les marées observé avec notre lune. Par conséquent, une moitié de la planète (côté jour) est éclairée en permanence et très chaude, tandis que l'autre moitié (côté nuit) est ombragée en permanence et beaucoup plus froide.
"Nous avons observé cette planète en orbite autour de son étoile à l'aide d'un spectromètre infrarouge afin d'étudier la lumière émanant de différentes régions de son atmosphère", explique Jasmina Blecic.
"Cela nous a permis de distinguer les températures diurnes et nocturnes et d'identifier la présence de nuages et de diverses molécules. Différentes espèces chimiques absorbent la lumière à différentes longueurs d'onde dans l'infrarouge. En combinant ce fait avec les observations de l'orbite entière, nous avons pu déterminer la composition chimique, la couverture nuageuse et la redistribution de la chaleur dans l'ensemble de l'atmosphère et tirer des conclusions sur le climat de la planète", a-t-elle ajouté.
L'équipe a découvert que le côté jour de WASP-43b, éclairé en permanence, est aussi chaud que 1250°C, tandis que le côté nuit de la planète, bien qu'ombragé en permanence, est encore très chaud, à 1 115°F (600°C).
"L'absence de lumière solaire directe sur le côté nuit de la planète entraîne des différences de température significatives entre les côtés jour et nuit, ce qui favorise la formation de vents exceptionnellement forts", a déclaré l'expert en modèles atmosphériques tridimensionnels et en redistribution de la chaleur dans les atmosphères exoplanétaires, M. Dobbs-Dixon.
"Alors que les vents se forment de la même manière sur Terre en raison des variations de température, la proximité de WASP-43b par rapport à son étoile hôte entraîne des différences de température beaucoup plus extrêmes. Cela a produit des vents de milliers de kilomètres par heure, bien supérieurs à ceux de la Terre, ce qui est crucial pour la distribution de la chaleur et la formation du climat global de la planète", a-t-il signalé.
En outre, la comparaison de la carte des températures de la planète avec des modèles atmosphériques complexes en 3D a montré que ce contraste de température est plus important que prévu pour une atmosphère sans nuages. Cela suggère que la face nocturne de la planète est recouverte d'une épaisse couche de nuages qui bloque une grande partie du rayonnement infrarouge qui serait autrement observé. Contrairement aux nuages d'eau de la Terre, les nuages de cette planète extrêmement chaude ressemblent à de la poussière et sont composés de roches et de minéraux.
Étonnamment, malgré cette épaisse couche de nuages, l'équipe JTEC-ERS a, également, détecté des signaux clairs d'eau sur la face nocturne de la planète. Cela leur a permis de déterminer, pour la première fois, la hauteur et l'épaisseur des nuages, dévoilant leur altitude et leur densité inhabituelles par rapport aux nuages terrestres.
Les chercheurs ont, aussi, détecté un mélange dû au vent, appelé "déséquilibre chimique", qui transporte rapidement les gaz dans l'atmosphère de la planète et aboutit à une chimie atmosphérique uniforme.
Traduit par: Mervat Mahmoud.