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Posté par Redbran le Dimanche 28/01/2018 à 12:00
Une "Jupiter chaude" balayée par des vents contraires
Le point le plus chaud d'une planète gazeuse gravitant près d'une étoile distante ne se situe pas là où les astrophysiciens pensaient le trouver. Cette découverte interpelle les scientifiques, qui s'interrogent sur leur compréhension des nombreuses planètes de ce type peuplant les autres systèmes solaires.


géante gazeuse CoRoT-2b, dont le point (Graphie) le plus chaud se trouve à l'ouest (L’ouest est un point cardinal, opposé à l'est. C'est la direction vers laquelle se couche le Soleil à l'équinoxe, le couchant (ou ponant).) du point le plus proche de son étoile (Une étoile est un objet céleste émettant de la lumière de façon autonome, semblable à une énorme boule de plasma comme le Soleil, qui est l'étoile la plus proche de la Terre.). Crédit: NASA/JPL-Caltech/T. Pyle (IPAC)

Contrairement à Jupiter, que nous connaissons bien, les " Jupiter chaudes " gravitent étonnamment près de leur étoile hôte. Si près, en fait, qu'elles accomplissent généralement leur orbite (En mécanique céleste, une orbite est la trajectoire que dessine dans l'espace un corps autour d'un autre corps sous l'effet de la gravitation.) en moins de trois jours. Qui plus est, un de leurs hémisphères demeure en permanence face à l'étoile hôte, tandis que l'autre est plongé dans une nuit sans fin.

Comme on peut s'y attendre, la chaleur (Dans le langage courant, les mots chaleur et température ont souvent un sens équivalent : Quelle chaleur !) est beaucoup plus intense sur la face " diurne " de ces planètes que sur leur face " nocturne ", et le point le plus proche de l'étoile est généralement le plus chaud. En raison des forts vents qui balaient ces planètes d'ouest en est au niveau de l'équateur, le point chaud peut parfois se déplacer vers l'est. C'est du moins la théorie (Le mot théorie vient du mot grec theorein, qui signifie « contempler, observer, examiner ». Dans le langage courant, une théorie est une idée ou...) qu'ont élaborée les astrophysiciens à partir de leurs observations.

Dans le cas de l'exoplanète (Une exoplanète, ou planète extrasolaire, est une planète orbitant autour d'une étoile autre que le Soleil. La plupart des exoplanètes découvertes à ce jour orbitent autour d'étoiles situées...) CoRoT-2b, cependant, on nage en plein mystère : le point chaud se trouve dans la direction opposée, soit à l'ouest du centre. Une équipe de chercheurs dirigée par des astronomes de l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for...) spatial de l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures). Aux...) McGill (MSI) et de l'Institut de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par...) sur les exoplanètes (iREx) de Montréal (Montréal est à la fois région administrative et métropole du Québec[2]. Cette grande agglomération canadienne constitue un centre majeur du commerce, de l'industrie, de la culture, de la finance...) a fait cette découverte grâce au télescope spatial Spitzer (Le télescope spatial Spitzer est le plus gros télescope infrarouge lancé par la NASA. Ces longueurs d'ondes ne pouvant être observées utilement depuis le sol, seul un objet à l'extérieur de l'atmosphère, refroidi...) de la NASA (La National Aeronautics and Space Administration (« Administration nationale de l'aéronautique et de l'espace ») plus connue sous son abréviation NASA, est l'agence gouvernementale...) Leurs résultats ont été publiés en ligne dans la revue Nature Astronomy le 22 janvier 2018.

Des vents contraires

" Nous avons étudié neuf autres Jupiter chaudes par le passé (Le passé est d'abord un concept lié au temps : il est constitué de l'ensemble des configurations successives du monde et s'oppose au futur sur une échelle des...), soit des planètes géantes en orbite rapprochée autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit appartiennent au genre Accipiter, soit constituent les 5 genres...) de leur étoile. Dans tous les cas, les vents soufflaient dans la direction théoriquement attendue, soit vers l'est ", explique Nicolas Cowan, astronome (Un astronome est un scientifique spécialisé dans l'étude de l'astronomie.) à l'Université McGill, coauteur de l'étude et chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la recherche. Il est difficile de bien cerner le métier de chercheur tant les...) au MSI de même qu'à l'iREx. " Mais nous voici devant une planète (Une planète est un corps céleste orbitant autour du Soleil ou d'une autre étoile de l'Univers et possédant une masse suffisante pour que sa gravité la maintienne en équilibre...) pour le moins insolite, soumise à des vents contraires. Comme l'exception confirme souvent la règle, nous espérons que cette planète nous aidera à mieux comprendre les Jupiter chaudes ", poursuit le scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui se consacre à l'étude d'un domaine avec la rigueur et les méthodes scientifiques.).

Découverte il y a dix ans lors d'une mission d'observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et d’étude appropriés. Le plaisir procuré...) spatiale dirigée par une équipe française, CoRoT-2b est située à 930 années-lumière de la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est la plus grande...). Bien que les astronomes aient mis au jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son début (par rapport à minuit heure locale)...) de nombreuses autres Jupiter chaudes au cours des dernières années, CoRoT-2b continue de les intriguer pour deux raisons : sa grande taille et les étranges spectres lumineux émanant de sa surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique,...).

" Ces deux éléments évoquent l'existence de phénomènes inhabituels dans l'atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :) de cette Jupiter chaude ", explique Lisa Dang, doctorante à McGill et auteure principale de l'étude. Grâce à la caméra (Le terme caméra est issu du latin : chambre, pour chambre photographique. Il désigne un appareil de prise de vues animées, pour le cinéma, la télévision ou la vidéo.) infrarouge (Le rayonnement infrarouge (IR) est un rayonnement électromagnétique d'une longueur d'onde supérieure à celle de la lumière visible mais plus courte que celle des micro-ondes.) IRAC (InfraRed Array Camera) du télescope (Un télescope, (du grec tele signifiant « loin » et skopein signifiant « regarder, voir »), est un instrument d'optique...) Spitzer, les chercheurs ont pu observer la planète en orbite autour de son étoile, cartographier pour la première fois la luminosité (La luminosité désigne la caractéristique de ce qui émet ou réfléchit la lumière.) de sa surface et constater ainsi la présence d'un point chaud à l'ouest. 

Trois hypothèses

Les chercheurs avancent trois hypothèses pour expliquer cette découverte inattendue. Chacune apporte son lot de questions. Ainsi :

- La planète pourrait tourner si lentement sur elle-même qu'elle n'aurait pas le temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) de faire une rotation complète pendant son orbite autour de l'étoile hôte. Le cas échéant, les vents pourraient souffler vers l'ouest plutôt que vers l'est, mais les théories sur l'interaction (Une interaction est un échange d'information, d'affects ou d'énergie entre deux agents au sein d'un système. C'est une action réciproque qui suppose l'entrée en contact de sujets.) gravitationnelle entre les planètes et leur étoile dans des trajectoires orbitales si brèves s'en trouveraient fortement ébranlées.

- L'interaction entre l'atmosphère de la planète et son champ magnétique (En physique, le champ magnétique (ou induction magnétique, ou densité de flux magnétique) est une grandeur caractérisée par la donnée d'une...) pourrait modifier la direction des vents. Les chercheurs voient dans cette hypothèse une rare occasion à saisir : la possibilité d'étudier le champ (Un champ correspond à une notion d'espace défini:) magnétique d'une exoplanète.

- Une vaste couverture nuageuse à l'est de la planète pourrait donner l'impression que la face orientale est plus sombre, mais cette théorie va à l'encontre des modèles actuels de circulation (La circulation routière (anglicisme: trafic routier) est le déplacement de véhicules automobiles sur une route.) atmosphérique autour de ces planètes.

"Afin de répondre aux question que soulève notre découverte, nous avons besoin (Les besoins se situent au niveau de l'interaction entre l'individu et l'environnement. Il est souvent fait un classement des besoins humains en trois grandes catégories : les besoins primaires, les besoins...) de données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) beaucoup plus précises", précise Lisa Dang. "Fort heureusement, le télescope spatial (Un télescope spatial est un télescope placé au delà de l'atmosphère. Le télescope spatial présente l'avantage par rapport à son homologue...) James-Webb, lancé l'an prochain, devrait nous apporter ces réponses. Son miroir (Un miroir est un objet possédant une surface suffisamment polie pour qu'une image s'y forme par réflexion et conçu à cet effet. C'est souvent une couche métallique fine, qui, pour être...), de taille plus de 100 fois supérieure à celle du télescope Spitzer, devrait nous procurer des données d'une précision inégalée."

Des scientifiques des établissements ci-après ont également contribué à la présente étude : Université du Michigan, Institut technologique de Californie, Université d'État de l'Arizona, Université de New York à Abu Dhabi, Université de la Californie à Santa Cruz et Université d'État de la Pennsylvanie.

Référence publication:
L'article "Detection of a westward hotspot (Hot spot ou hotspot a deux sens.) offset in the atmosphere of hot gas giant CoRoT-2b", par Lisa Dang, Nicolas B. Cowan, Joel C. Schwartz et coll., a été publié le 22 janvier 2018 dans la revue Nature Astronomy.
https://doi.org/10.1038/s41550-017-0351-6

Note:
Cette étude a été financée en partie par le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada et le Centre de traitement et d'analyse en infrarouge de l'Institut technologique de Californie.

IMAGE: Représentation artistique qui montre la géante (Une étoile géante est une étoile de classe de luminosité II ou III. Dans le diagramme de Hertzsprung-Russell, les géantes...) gazeuse CoRoT-2b, dont le point le plus chaud se trouve à l'ouest du point le plus proche de son étoile. Crédit: NASA/JPL-Caltech/T. Pyle (IPAC)

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