mardi , 26 septembre 2017

De l’oxyde de titane sur l’exoplanète WASP-19b

Un monde infernal avec un ciel de titane. C’est le surnom qu’on pourrait donner à l’exoplanète WASP-19b dont l’atmosphère dépasse les 2 000 degrés Celsius et on vient de découvrir que cette exoplanète contient de l’oxyde de titane dans son atmosphère.


De l’oxyde de titane sur l’exoplanète WASP-19b
Une illustration d'artiste de l'exoplanète WASP-19b - Crédit ESO/M. Kornmesser
Une équipe d’astronomes dirigée par Elyar Sedaghati, membre de l’ASE (Agence Spatiale européenne) a examiné l’atmosphère de l’exoplanète WASP-19b. Cette planète remarquable a environ la même masse que Jupiter, mais elle est si proche de son étoile qu’elle complète une orbite en seulement 19 heures et son atmosphère est estimée à une température d’environ 2000 degrés Celsius.

Quand WASP-19b passe devant son étoile, une partie de la lumière passe dans l’atmosphère de la planète et elle laisse des empreintes dans la lumière qui finit par atteindre la Terre. En utilisant l’instrument FORS2 sur le Very Large Telescope, l’équipe a pu analyser soigneusement cette lumière et déduire que l’atmosphère contenait de petites quantités d’oxyde de titane, d’eau et de traces de sodium et une brume globale très diffuse. 1

La détection de telles molécules n’est pas simple selon Elyar Sedaghati. Non seulement nous avons besoin de données de qualité exceptionnelle, mais nous devons également effectuer une analyse sophistiquée. Nous avons utilisé un algorithme qui explore de nombreux millions de spectres couvrant une large gamme de compositions chimiques, de températures et de brumes afin de tirer nos conclusions.

L’oxyde de titane existe rarement sur terre. On sait que ce composant existe dans les atmosphères des étoiles froides. Dans les atmosphères de planètes chaudes comme WASP-19b, l’oxyde de titane agit comme un absorbeur de chaleur. Si elles sont présentes dans des quantités suffisamment importantes, alors ces molécules empêchent la chaleur d’entrer ou de s’échapper dans l’atmosphère ce qui entraîne une inversion thermique. Une inversion thermique se produit lorsque la température est plus élevée dans la haute atmosphère et moins élevée dans la partie contrairement à une situation normale. L’ozone joue un rôle similaire dans l’atmosphère terrestre où elle provoque une inversion dans la stratosphère.

La présence d’oxyde de titane dans l’atmosphère de WASP-19b peut avoir des effets importants sur la structure et la circulation de la température atmosphérique selon Ryan MacDonald, un autre membre de l’équipe et un astronome à Cambridge University.

Les astronomes ont recueilli des observations de WASP-19b sur une période de plus d’un an. En mesurant les variations relatives du rayon de l’exoplanète à différentes longueurs d’onde de la lumière qui traversait l’atmosphère de l’exoplanète et en comparant les observations aux modèles atmosphériques, elles pouvaient extrapoler différentes propriétés telles que le contenu chimique de l’atmosphère de l’exoplanète.

Cette nouvelle information sur la présence d’oxydes métalliques comme l’oxyde de titane et d’autres substances permettra une meilleure modélisation des atmosphères des exoplanètes. Dans le futur, une fois que les astronomes seront en mesure d’observer les atmosphères des planètes susceptibles d’être habitables, les modèles améliorés donneront des interprétations beaucoup plus précises sur les observations.

Sources

1.
Detection of titanium oxide in the atmosphere of a hot Jupiter. eso.org. https://www.eso.org/public/archives/releases/sciencepapers/eso1729/eso1729a.pdf. Accessed September 12, 2017.
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A propos de Jacqueline Charpentier

mm
Ayant fait une formation en chimie, il est normal que je me sois retrouvée dans une entreprise d'emballage. Désormais, je publie sur des médias, des blogs et des magazines pour vulgariser l'actualité scientifique et celle de la santé.

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