Les planétologues ont découvert une exoplanète extrêmement inhabituelle dans la constellation du Cygne, dont l'atmosphère est chauffée à des températures si élevées que des nuages de titane et de fer y planent. Leurs résultats ont été publiés dans la revue Nature.
«Lorsque nous avons calculé les propriétés de l'atmosphère KELT-9b, nous nous sommes rendu compte qu'elle serait entièrement composée d'atomes et non de molécules. Sur la base de ces prévisions, nous avons essayé de trouver du fer dans son atmosphère. Lorsque nous avons cherché plus en profondeur, nous avons trouvé encore plus de surprises », déclare Jens Hoeijmakers de l'Université de Genève, en Suisse.
Les astronomes appellent les géantes gazeuses chauffées des «Jupiters chauds» qui sont à seulement 2,2 à 75 millions de kilomètres de leurs étoiles. Dans le système solaire, même Mercure s'approche de l'étoile à moins de 46 millions de kilomètres, et donc des températures vraiment infernales règnent dans les atmosphères de ces planètes - environ 1000-1300 degrés Kelvin.
Il est beaucoup plus facile de trouver de telles planètes que d'autres corps célestes, et elles constituent la plupart des exomères connus de la science. La découverte de «Jupiters chauds» pour la première fois a présenté aux scientifiques le fait que l'atmosphère de ces planètes peut être constituée de matériaux extrêmement exotiques. Par exemple, ces dernières années, des géantes gazeuses ont été découvertes avec des nuages de plomb et de verre, ainsi que de l'air, constitué de métaux et de roches évaporés, dans les couches supérieures desquelles il pleut parfois de rubis et de saphirs.
Récemment, les scientifiques ont découvert plusieurs «Jupiters chauds», dont les atmosphères étaient chauffées à des températures encore plus élevées, dépassant 2,5 mille degrés Kelvin. En plus de la chaleur infernale, leurs couches d'air avaient une structure inhabituelle - elles étaient plus chaudes à l'extérieur et plus froides à l'intérieur, comme la stratosphère de la Terre.
De telles anomalies ont conduit les scientifiques à suggérer que l'atmosphère de ces «Jupiters ultra-chauds» est chauffée par une sorte d'effet de serre ultra-puissant, qui peut être généré par deux substances - l'oxyde de titane ou l'oxyde de vanadium.
Huymakers et ses collègues ont prouvé que le titane est bien présent dans l'atmosphère de tels mondes en observant KELT-9b, la planète la plus chaude de la galaxie, à 650 années-lumière. Il est situé exceptionnellement près du luminaire - une année dure environ 1,5 jour terrestre, en raison de laquelle des températures infernales et des conditions atmosphériques extrêmement inhabituelles règnent à sa surface.
En particulier, son côté "ensoleillé" est chauffé à une température de 4600 degrés Kelvin (4326 degrés Celsius), ce qui couvre de loin le record d'une autre planète très chaude, WASP-33b, dont l'atmosphère est chauffée "seulement" à 3200 degrés Kelvin (2926 degrés Celsius)). En raison de ces températures élevées, l'atmosphère de KELT-9b est très raréfiée et se compose en fait d'atomes uniques, car les molécules ne peuvent tout simplement pas se former dans de telles conditions.
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Cette observation a amené les auteurs de l'article à croire que dans le spectre de KELT-9b, on peut trouver des traces de ces molécules qui ne pénètrent généralement pas dans l'atmosphère des planètes et ne se désintègrent pas en atomes individuels, y compris des composés de fer et de titane.
Guidés par cette idée, les astronomes ont analysé les images prises par le spectrographe HARPS-N à la fin du mois de juillet de l'année dernière, lorsque cette planète est passée pour la dernière fois à travers le disque de l'étoile. Après l'avoir débarrassé des interférences, les scientifiques ont tenté d'y trouver des raies d'absorption et d'émission associées à divers types d'ions de ces métaux.
Il s'est avéré que le fer et le titane sont présents dans l'atmosphère de KELT-9b en grandes quantités. Cela peut expliquer pourquoi cette planète est chaude à des températures aussi élevées. Une étude plus approfondie des données, comme l'espèrent les auteurs de l'article, aidera à comprendre si de l'eau et du monoxyde de carbone sont présents dans l'atmosphère des «Jupiters ultra-chauds», ce qui est important pour révéler la composition chimique de leurs intestins et l'historique de leur formation.
