Les astronomes ont découvert une atmosphère autour d'une exoplanète dans la constellation des Voiles. À l'heure actuelle, il s'agit de l'exoplanète la plus semblable à la Terre pour laquelle il a été possible de confirmer la présence d'une atmosphère.
Pour la première fois, il a été possible de détecter l'atmosphère d'une planète en dehors du système solaire en 2001. Il a été trouvé près de la planète HD 209458 b, également connue sous le nom officieux d'Osiris. Il est situé dans la constellation de Pégase, à 153 années-lumière du Soleil. Par son type, Osiris est "Jupiter chaud", c'est-à-dire une planète gazeuse de masse proche de celle de Jupiter, mais située beaucoup plus près de son étoile que Jupiter ne l'est du Soleil. Osiris a un rayon d'environ 100000 km (1,35 rayons de Jupiter), une masse de 1,31024 tonnes (0,69 masse de Jupiter) et la distance à l'étoile n'est que de 0,047 unité astronomique (beaucoup moins que du Soleil à Mercure). Un an dure trois jours et demi sur Terre et la température atteint mille degrés Celsius.
La découverte de l'atmosphère a été rendue possible par le fait que HD 209458 b est devenue la première planète pour laquelle son propre spectre de rayonnement a été obtenu, extrait du rayonnement de son étoile. Des raies d'absorption du sodium ont été trouvées dans ce spectre de l'acier. Dans d'autres études, des hypothèses ont été faites sur l'étendue, la structure et la température de son atmosphère. L'atmosphère commence à une distance de 3,1 fois le rayon de Jupiter du centre de la planète. Il contient de l'hydrogène, de l'oxygène, du carbone, du dioxyde de carbone et du méthane, ainsi que de la vapeur d'eau. La température de l'atmosphère atteint 10 mille Kelvin. Il est très probable que la planète, en raison du fort réchauffement de la haute atmosphère par le rayonnement de l'étoile, perd constamment les gaz atmosphériques, car les atomes d'hydrogène sont accélérés à la deuxième vitesse cosmique. C'est à cela que le choix de la planète du nom Osiris est lié,puisque ce dieu égyptien a été autrefois coupé en morceaux par le dieu Set. On estime que la planète Osiris perd entre cent huit cent millions de kilogrammes d'hydrogène par seconde. Pendant environ cinq milliards d'années d'existence, la planète aurait pu perdre jusqu'à 7% de sa masse, mais il est possible que la perte d'hydrogène soit limitée par la magnétosphère d'Osiris. Peut-être que l'atmosphère d'Osiris est typique des planètes en orbite autour d'étoiles similaires au Soleil, à une distance inférieure à 0,1 unité astronomique.étoiles en orbite similaires au Soleil, à une distance inférieure à 0,1 unité astronomique.étoiles en orbite similaires au Soleil, à une distance inférieure à 0,1 unité astronomique.
Bientôt de la vapeur d'eau, du monoxyde et dioxyde d'hydrogène et du méthane ont été trouvés dans l'atmosphère d'un autre Jupiter chaud - HD 189733 b. En 2013, des traces d'eau ont été retrouvées dans l'atmosphère de plusieurs planètes: HD 209458 b, XO-1b, WASP-12b, WASP-17b et WASP-19b. L'écrasante majorité des exoplanètes sur lesquelles il a été possible de confirmer la présence d'une atmosphère sont des Jupiters chauds et des neptunes chaudes. La présence et la composition de ces atmosphères peuvent être jugées à partir de deux types d'observations. Premièrement, par la réfraction de la lumière d'une étoile dans l'atmosphère lorsqu'une exoplanète passe devant le disque de l'étoile. Deuxièmement, selon le spectre direct du rayonnement de la planète, qui est obtenu en comparant les spectres de l'étoile mère avec la planète et ceux obtenus lorsque la planète est cachée derrière l'étoile.
En février 2016, des astronomes ont rendu compte de la détermination de la composition de l'atmosphère de la planète 55 Cancer e (Jansen). Il appartient à la classe des super-terres - des planètes dont la masse est supérieure à celle de notre planète, mais n'atteint pas les paramètres des géantes gazeuses. Pour Jansen, ce chiffre est de 8,63 ± 0,35 masse terrestre. La composition de l'atmosphère de la planète a été détectée en changeant le spectre de son étoile mère - 55 Cancer - au cours des soi-disant transits, c'est-à-dire des moments où, du point de vue d'un observateur terrestre, la planète passe devant le disque de l'étoile. Lors de ce passage, une partie de la lumière de l'étoile traverse l'atmosphère planétaire, tandis que certaines longueurs d'onde sont absorbées par les gaz de l'atmosphère, ce qui permet de déterminer sa composition chimique. Les observations ont été faites avec la caméra grand angle du télescope spatial Hubble. Dans l'atmosphère de la planète Jansen, il s'est avéré quecontient de l'hydrogène, de l'hélium et du cyanure d'hydrogène.
En décembre de l'année dernière, des scientifiques ont réussi pour la première fois à déterminer les conditions météorologiques dans l'atmosphère de l'une des exoplanètes. Ils ont utilisé des données sur la planète HAT-P-7 b, dans la constellation du Cygne, collectées par le télescope spatial Kepler pendant quatre ans. HAT-P-7 b fait référence aux Jupiters chauds. Sa masse est de 1,776 les masses de Jupiter (16 fois celle de la Terre) et son diamètre est de 1,363 fois le diamètre de Jupiter. Cette planète est séparée de la Terre par 1044 années-lumière. HAT-P-7 b appartient à la classe "Hot Jupiters". Il tourne autour de son étoile avec une période de 2,2 jours. En mesurant le changement de la quantité de lumière réfléchie par l'atmosphère de HAT-P-7 b, les scientifiques ont noté un changement dramatique dans la position de sa région la plus brillante. Cela, à leur avis, indique des vents très forts qui affectent les nuages dans l'atmosphère. «Des vents forts soufflent autour de la planète, déplaçant les nuages du côté nuit au côté jour,- dit l'un des auteurs de l'ouvrage, David Armstrong (David Armstrong). "La vitesse du vent change si radicalement qu'elle crée d'énormes formations nuageuses qui se développent puis disparaissent."
L'étude actuelle s'est concentrée sur la planète GJ 1132b (Gliese 1132 b), en orbite autour d'une des étoiles de la constellation Sails. Il a été observé par des employés de l'Université de Keele, de l'Institut Max Planck d'astronomie et de l'Université Tor Vergata de Rome à l'aide du télescope de 2,2 mètres de l'Observatoire européen austral de La Silla (Chili).
La planète tourne autour de la naine rouge Gliese 1132 à une distance de 39 années-lumière de nous. Son ouverture a été annoncée en mai 2015, et la confirmation officielle a suivi en novembre de la même année. Sa masse est de 1,6 masse terrestre, son rayon est de 1,2 le rayon de la Terre. La distance à l'étoile est d'environ 225 millions de kilomètres (de la Terre au Soleil 149,6 millions), la période orbitale est de 1,6 jour. La planète reçoit 19 fois plus de rayonnement de son étoile que la Terre du Soleil, donc la température sur elle est plus élevée que sur Vénus, peut-être à la surface elle dépasse 500 ° C.
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Les observations ont été réalisées au cours de neuf transits de la planète GJ 1132b dans sept bandes différentes: deux dans l'infrarouge et sept dans les parties visibles du spectre. Pour chaque plage, la taille apparente de la planète a été estimée. En conséquence, les chercheurs ont constaté que dans l'une des plages infrarouges, son diamètre dépassait considérablement les données pour le reste de la plage. Cela nous permet de conclure qu'il existe une enveloppe de gaz autour de la planète, qui est opaque pour les ondes lumineuses d'une longueur d'onde donnée et transparente pour tout le monde. D'autres simulations réalisées à l'Université de Cambridge et au Max Planck Institute for Astronomy ont montré que ces effets s'expliquent bien par la présence de vapeur d'eau et de méthane dans l'atmosphère.
On croyait auparavant que les atmosphères des planètes en orbite autour des naines rouges ne peuvent pas exister pendant longtemps, car ces étoiles sont trop actives et leurs explosions conduiront inévitablement à la destruction de ces atmosphères. Les nouveaux résultats sont encourageants, car l'atmosphère du GJ 1132b semble exister depuis des milliards d'années. Puisque les naines rouges sont si courantes dans l'Univers, la présence d'atmosphères dans leurs étoiles augmente les chances de conditions de vie extraterrestre.
Les travaux des scientifiques ont été publiés par l'Astronomical Journal.