Une exoplanète extrême – Jupiter si chaude qu’il pleut du fer – est encore plus étrange qu’on ne le pensait à l’origine

La planète enflammée WASP-76b – la soi-disant Jupiter chaude, où il pleut du fer – pourrait être beaucoup plus chaude qu’on ne le pensait auparavant. Crédit : ESO/M. Kornmeiser

Il est considéré comme très chaud Jupiter – Un endroit où le fer s’évapore, se condense du côté de la nuit puis tombe du ciel comme de la pluie – WASP-76b fougueux et infernal planète extrasolaire C’est peut-être plus excitant que les scientifiques ne le pensaient.

Une équipe internationale, dirigée par des scientifiques de l’Université Cornell, de l’Université de Toronto et de l’Université Queen’s de Belfast, rapporte la découverte de calcium ionisé sur la planète – indiquant une température atmosphérique plus élevée qu’on ne le pensait auparavant, ou des vents forts dans la haute atmosphère.

La détection a été détectée dans des spectres à haute résolution obtenus avec Gemini North près du sommet du Mauna Kea à Hawaï.

Les Jupiters chauds sont nommés en raison de leur température élevée, en raison de leur proximité avec leurs étoiles. WASP-76b a été découverte en 2016, à environ 640 années-lumière de la Terre, mais si proche de son étoile de type F, qui est légèrement plus chaude que le Soleil, que la planète géante effectue une orbite tous les 1,8 jour terrestre.

Les résultats de la recherche sont les premiers d’un projet pluriannuel dirigé par Cornell, Exoplanets with the Gemini Spectroscopic Survey, ou ExoGemS, qui explore la diversité des atmosphères des planètes.

« Alors que nous détectons à distance des dizaines d’exoplanètes, couvrant une gamme de masses et de températures, nous développerons une image plus complète de la véritable diversité des mondes spatiaux – de ceux assez chauds pour abriter des pluies de fer à d’autres avec des climats plus doux », a déclaré co- auteurs Ray Jayawardana et Harold Tanner, doyen du Collège des arts et des sciences de l’Université Cornell et professeur d’astronomie :

« Il est remarquable qu’avec les télescopes et les instruments modernes, nous pouvons déjà en apprendre beaucoup sur l’atmosphère – ses composants, ses propriétés physiques, la présence de nuages ​​et même les vents à grande échelle – des planètes en orbite autour d’étoiles à des centaines d’années-lumière », dit Jayawardhana.

Un rare trio de raies spectrales observées lors d’observations très sensibles de l’atmosphère de l’exoplanète WASP-76b, publiées dans Lettres de revues astrophysiques le 28 septembre et présenté le 5 octobre à la réunion annuelle de la Division of Planetary Sciences de l’American Astronomical Society.

« Nous voyons beaucoup de calcium; c’est un avantage vraiment puissant », a déclaré la première auteure Emily Diebert, étudiante au doctorat à l’Université de Toronto, et son conseiller, Jayawardana.

« Cette signature spectroscopique de calcium ionisé pourrait indiquer qu’une exoplanète a des vents très forts dans la haute atmosphère », a déclaré Diebert. « Ou que la température de l’atmosphère sur une exoplanète est bien plus élevée qu’on ne le pensait. »

Parce que WASP-76b est fermé par la marée – ce côté est toujours face à l’étoile – il a un côté nuit perpétuel qui a une température relativement fraîche de 2 400 degrés. F température moyenne. Son côté diurne, face à l’étoile, a une température moyenne de 4 400 degrés Fahrenheit.

Diebert et ses collègues ont examiné la région de température tempérée, aux confins de la planète entre le jour et la nuit. « L’exoplanète se déplace rapidement sur son orbite et nous avons ainsi pu séparer ses signaux de la lumière des étoiles », a-t-elle déclaré. « Vous pouvez voir que l’empreinte calcique sur les spectres évolue rapidement avec la planète. »

L’enquête ExoGemS – qui vise à étudier 30 planètes ou plus – a été dirigée par Jake Turner, le boursier de Carl Sagan à NasaLe programme de bourses Hubble, situé dans le département d’astronomie de l’Université Cornell (A&S), est également recommandé par Jayawardhana.

Les astronomes continuent d’approfondir la compréhension des exoplanètes, ce qui n’était qu’un rêve il y a deux décennies. « Nos travaux et ceux d’autres chercheurs ouvrent la voie à l’exploration des atmosphères des mondes terrestres en dehors de notre système solaire », a déclaré Turner.

Référence : « Détection de calcium ionisé dans l’atmosphère de Jupiter surchauffé WASP-76b » par Emily K. Debert, Ernst GWD Mooy, Ray Jayawardana, Jake D. Turner, Andrew Raiden Harper, Luca Fossati, Kali E. Hood, Jonathan J. Fortney, Laura Flagg, Ryan MacDonald, Roman Allart et David K. Singh, 28 sept. 2021 Disponible ici. Lettres de revues astrophysiques.
DOI : 10.3847 / 2041-8213 / ac2513

Les autres auteurs de l’article incluent Ernst JWD Moog de l’Université Queen’s de Belfast. Luca Fossati de l’Académie autrichienne des sciences ; Callie E. Hood et Jonathan J. Fortney, tous deux de l’Université de Californie, Santa Cruz ; Romain Alart de l’Université de Montréal; et David K. Singh de l’Université Johns Hopkins. Les chercheurs de Cornell comprenaient Andrew Redden-Harper et Laura Flagg, tous deux du groupe Jayawardhana, et Ryan MacDonald. Une partie de cette recherche a été financée par la NASA.

Gemini North fait partie de l’International Gemini Observatory, un programme de la National Science Foundation NOIRLab.