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Hubble découvre de la vapeur d'eau dans l'atmosphère d'une petite exoplanète

Hubble découvre de la vapeur d'eau dans l'atmosphère d'une petite exoplanète

NASA/ESA/Leah Hostak (STScI)/Ralph Crawford (STScI)

L'illustration d'un artiste représente l'exoplanète GJ 9827d (au premier plan, à droite) — la plus petite exoplanète où de la vapeur d'eau atmosphérique a été détectée — en orbite autour d'une étoile hôte. Deux planètes intérieures (en bas à gauche) sont également visibles dans le système.

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Les astronomes utilisent Le télescope spatial Hubble Ils ont découvert des molécules d'eau dans l'atmosphère d'une petite exoplanète extrêmement chaude 97 Année-lumière Depuis la terre.

La planète, appelée GJ 9827d, mesure environ deux fois le diamètre de la Terre et est la plus petite exoplanète à avoir de la vapeur d'eau dans son atmosphère, selon une nouvelle étude.

L’eau est essentielle à la vie telle que nous la connaissons, mais il est peu probable que la planète abrite une quelconque forme de vie en raison des températures élevées qui transformeraient l’atmosphère riche en eau en vapeur brûlante.

Les astronomes n'ont pas encore découvert la véritable nature de l'atmosphère inhabituelle de ce monde, mais cette découverte ouvre la voie à de nouvelles recherches dans leur quête pour comprendre les origines des planètes en dehors de notre système solaire.

Les résultats sont apparus dans un rapport publié jeudi dans Lettres de journaux astrophysiques.

« L'eau sur une planète aussi petite est une découverte historique », a déclaré Laura Kreidberg, co-auteure de l'étude et directrice générale de la Division de physique atmosphérique exoplanétaire à l'Institut Max Planck d'astronomie d'Heidelberg, en Allemagne, dans un communiqué. « Cela se rapproche plus que jamais de la caractérisation de mondes véritablement semblables à la Terre. »

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Cependant, la température de la planète atteint 800°F (427°C), ce qui en fait un monde torride, inhospitalier et chaud comme Vénus.

« Ce sera la première fois que nous pourrons démontrer directement, grâce à la détection atmosphérique, que ces planètes dotées d'une atmosphère riche en eau peuvent réellement exister autour d'autres étoiles », a déclaré le co-auteur de l'étude, Björn Beneke, professeur à l'Institut de recherche Trottier de l'Université de Montréal. Exoplanètes, dans un communiqué. « Il s'agit d'une étape importante vers la détermination de la prévalence et de la diversité des atmosphères sur les planètes rocheuses. »

Actuellement, l’équipe de recherche ne peut pas dire si Hubble a capturé des traces de vapeur d’eau dans une atmosphère gonflée et riche en hydrogène ou si la planète a une atmosphère riche en eau parce que l’étoile hôte a évaporé l’atmosphère originale d’hydrogène et d’hélium de GJ 9827d.

« Notre programme d'observation, dirigé par le chercheur principal Ian Crosfield de (Université du Kansas) à Lawrence, Kansas, a été spécialement conçu dans le but non seulement de détecter des molécules dans l'atmosphère de la planète, mais également de rechercher spécifiquement de la vapeur d'eau. » « L'un ou l'autre résultat serait passionnant, que la vapeur d'eau soit dominante ou seulement une petite espèce dans une atmosphère dominée par l'hydrogène », a déclaré l'auteur principal de l'étude, Pierre-Alexis Roy, étudiant au doctorat à l'Institut Trottier de l'Université de Montréal, dans un communiqué. .

La mission Kepler de la NASA La planète en orbite autour d’une étoile naine rouge dans la constellation des Poissons a été découverte pour la première fois en 2017. L’exoplanète effectue une orbite autour de son étoile hôte tous les 6,2 jours.

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Les astronomes ont observé la planète GJ 9827d lors de 11 transits, soit les moments où la planète est passée devant son étoile pendant son orbite, sur une période de trois ans. La filtration de la lumière des étoiles à travers l'atmosphère de la planète a aidé les astronomes à mesurer la signature des molécules d'eau.

« Jusqu'à présent, nous n'avons pas été en mesure de détecter directement l'atmosphère d'une petite planète comme celle-ci. Nous entrons lentement dans ce système maintenant », a déclaré Beinecke. « À un moment donné, lorsque nous étudions de petites planètes, il doit y avoir un transition où il n'y a plus d'hydrogène. » « Ces petits mondes ont une atmosphère similaire à celle de Vénus (dominée par le dioxyde de carbone). »

Mieux comprendre l'atmosphère de la planète pourrait aider les astronomes à classer exactement le type de monde qu'est GJ 9827d. Actuellement, l’équipe a deux théories possibles.

La planète est probablement une mini-Neptune, avec une atmosphère riche en hydrogène contenant de la vapeur d'eau. Si tel était le cas, GJ 9827d s'est probablement formé à une plus grande distance de son étoile hôte que son emplacement actuel, ce qui signifie que la planète aurait été plus froide et que de l'eau aurait été présente sous forme de glace (semblable à Neptune et Uranus, les planètes les plus éloignées du monde). notre système solaire). .

À mesure que la planète s'approchait de son étoile et était exposée à davantage de rayonnement stellaire, l'hydrogène s'est réchauffé et s'est échappé, ou s'échappe encore, selon les chercheurs.

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Les astronomes soupçonnent également que GJ 9827d pourrait être une version plus chaude de la lune glacée de Jupiter, Europe, qui possède un océan sous une épaisse croûte glacée. Beneke a déclaré que la planète pourrait être à moitié eau et à moitié roche.

L’eau est l’une des molécules les plus répandues dans l’univers et, depuis de nombreuses années, les astronomes considèrent la découverte de l’eau comme une partie plus importante de la recherche de la vie extraterrestre.

« Observer l'eau est une passerelle vers la découverte d'autres choses », a déclaré dans un communiqué Thomas Green, co-auteur de l'étude et astrophysicien au centre de recherche Ames de la NASA à Silicon Valley, en Californie. « Cette découverte de Hubble ouvre la porte à de futures études de ces types de planètes avec le télescope spatial James Webb. Avec des observations infrarouges supplémentaires, le télescope spatial James Webb peut voir bien plus, y compris des molécules carbonées telles que le monoxyde de carbone, le dioxyde de carbone et méthane Une fois que nous avons un inventaire complet des éléments d'une planète, nous pouvons les comparer à l'étoile sur laquelle elle orbite et comprendre comment elle s'est formée.

Les astronomes ont déjà observé GJ 9827d à l'aide du télescope Webb pour rechercher de l'eau et d'autres types de molécules, et ces données seront partagées à l'avenir.

« Nous avons hâte de voir ce que révèlent ces données », a déclaré Kreidberg. « Nous espérons pouvoir désormais régler la question des Royaumes de l’Eau une fois pour toutes. »