Des astronomes des États-Unis, de France et d'Écosse, grâce à des observations avec le Hubble, ont confirmé la présence d'eau dans l'atmosphère de l'exoplanète HAT-P-26b. En outre, les chercheurs ont estimé la proportion d'éléments plus lourds que l'hydrogène dans l'enveloppe gazeuse de la planète - il s'est avéré qu'elle était petite, ce qui est en dehors du modèle précédemment découvert. Selon les auteurs, très probablement, l'atmosphère de HAT-P-26b est restée pratiquement inchangée depuis l'origine de la planète. La recherche est publiée dans la revue Science.
La grande majorité des exoplanètes connues ont été découvertes de deux manières: par la méthode du transit (lorsque la planète assombrit légèrement l'étoile en passant entre elle et l'observateur terrestre) ou par l'analyse des décalages Doppler (lorsque la gravité de la planète fait «vaciller» l'étoile légèrement d'avant en arrière). Avec leur aide, vous pouvez déterminer certains paramètres de l'orbite de la planète, faire des restrictions sur sa taille ou sa masse. Cependant, il est impossible de savoir en quoi consiste telle ou telle exoplanète en utilisant les méthodes Doppler.
Les transits de la planète vous permettent d'explorer sa coquille de gaz, si elle est suffisamment grande. Au moment où la planète commence à se déplacer devant le disque de l'étoile, une partie de la lumière de cette dernière passe à travers son enveloppe gazeuse. Selon les gaz dont l'atmosphère est composée, certaines parties du spectre de l'étoile commencent à être absorbées. Par exemple, l'eau et le dioxyde de carbone ont des bandes d'absorption caractéristiques - ils se situent dans la région infrarouge du spectre. En comparant le spectre d'une étoile pendant et avant le transit, les astronomes peuvent déterminer exactement dans quelles gammes spectrales l'atmosphère de l'exoplanète absorbe et faire des prédictions sur sa composition.
Pour la première fois, des traces d'eau dans HAT-P-26b ont été enregistrées en 2015 - en utilisant les données combinées du télescope Spitzer et des observations au sol. Cette exoplanète est située à environ 430 années-lumière de la Terre et est une "Neptune chaude", dont la température d'équilibre à la surface est d'environ 1000 Kelvin (730 degrés Celsius). En raison de la faible accélération de la gravité, un corps céleste peut avoir une atmosphère dense et élevée. La planète tourne autour de l'étoile du système - une naine orange - en environ 4,2 jours.
Hannah R. Wakeford et coll. / Science, 2017
Dans le nouveau travail, les auteurs ont élargi le spectre des observations de l'exoplanète et ont utilisé le télescope spatial Hubble pour observer les transits dans le visible et le proche infrarouge. Cela a permis de voir des bandes d'absorption supplémentaires qui indiquaient de manière fiable la présence d'eau dans l'atmosphère de la planète. Il convient de noter que HAT-P-26b ne peut pas être appelé un monde aquatique en raison de la température trop élevée de la planète.
En plus d'observer l'eau dans l'atmosphère, les astronomes ont pu estimer la métallicité de la coquille de la géante gazeuse. C'est la proportion relative d'éléments plus lourds que l'hélium dans la composition de l'objet. Sur la base d'observations dans le système solaire et dans un certain nombre d'exoplanètes (WASP-43b et HAT-P-11b), les astronomes ont remarqué un schéma - avec une augmentation de la taille de la planète, la métallicité diminue. En d'autres termes, la proportion d'éléments lourds dans Jupiter est bien moindre que dans Uranus ou Neptune. Cette observation est devenue la base de certaines hypothèses sur l'évolution des planètes. HAT-P-26b est hors de ce modèle: avec des tailles comparables à Neptune, sa métallicité est à peu près la même que celle de Jupiter.
Selon les astronomes, les différences entre HAT-P-26b et d'autres planètes avec une métallicité et une masse connues peuvent signifier que le processus de son évolution, pour une raison quelconque, différait de celui généralement accepté. Les auteurs soulignent que, très probablement, l'enveloppe de gaz de HAT-P-26b est la même que dans les premières périodes de l'existence de l'exoplanète. De plus, l'exoplanète n'est probablement pas entrée en collision avec d'autres planétésimaux, et la plupart de ses éléments lourds sont concentrés dans le noyau.
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Les auteurs notent qu'il s'agit d'une situation unique lorsqu'une exoplanète a été étudiée de manière aussi détaillée. En soi, un tel résultat est déjà une réalisation importante.
Vladimir Korolev
