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Grâce au Very Large Telescope de l'ESO, les chercheurs ont pu observer des vents transportant du fer et du titane dans l'atmosphère de WASP-121b, une géante gazeuse ultra-chaude. Ces observations montrent un climat radicalement différent de tout ce que nous connaissons dans notre Système solaire, avec des tempêtes d'une violence inouïe.
WASP-121b, également connue sous le nom de Tylos, est située à environ 900 années-lumière de la Terre. Cette planète présente une particularité: elle est en rotation synchrone avec son étoile, ce qui signifie qu'une de ses faces est constamment exposée à la chaleur stellaire, tandis que l'autre reste dans l'obscurité. Le haut de sa stratosphère est supposé avoir une température d'environ 2500°C.
Les scientifiques ont découvert que l'atmosphère de Tylos est structurée en trois couches distinctes, chacune avec ses propres caractéristiques de vent. Cette stratification complexe a été mise en évidence grâce à l'instrument ESPRESSO, qui a permis de mesurer les vitesses et les compositions chimiques des différentes couches atmosphériques.
Représentation artistique de l'exoplanète WASP-121b, montrant les différentes couches de son atmosphère.
Crédit: ESO/M. Kornmesser
L'une des découvertes les plus surprenantes est la présence d'un courant-jet de sodium qui accélère en traversant la face chaude de la planète. Ce phénomène, jamais observé auparavant, suggère des mécanismes climatiques uniques qui bousculent les modèles actuels de météorologie planétaire.
En plus du sodium, les chercheurs ont également détecté du titane dans l'atmosphère de Tylos, un élément qui était jusqu'alors considéré comme absent. Cette découverte souligne l'importance des observations au sol pour l'étude des exoplanètes, complétant ainsi les données obtenues par les télescopes spatiaux.
Ces avancées préfigurent ce que pourront révéler les futurs télescopes, comme l'Extremely Large Telescope de l'ESO, actuellement en construction. Ces instruments permettront d'étudier avec une précision inégalée les atmosphères de planètes plus petites et potentiellement habitables, élargissant ainsi notre compréhension de l'Univers.
Diagramme montrant la structure et le mouvement de l'atmosphère de Tylos.
Crédit: ESO/M. Kornmesser
Qu'est-ce qu'une exoplanète ?
Une exoplanète est une planète située en dehors de notre Système solaire, en orbite autour d'une autre étoile que le Soleil. La première exoplanète a été découverte en 1992, et depuis, des milliers d'autres ont été identifiées.
Ces planètes varient en taille, composition et distance par rapport à leur étoile hôte. Certaines sont des géantes gazeuses similaires à Jupiter, tandis que d'autres sont rocheuses et pourraient potentiellement abriter la vie.
L'étude des exoplanètes est cruciale pour comprendre la diversité des systèmes planétaires dans l'Univers et pour rechercher des environnements propices à la vie extraterrestre.
Comment les astronomes étudient-ils les atmosphères des exoplanètes ?
Les astronomes utilisent des techniques comme la spectroscopie pour analyser la lumière des étoiles qui traverse l'atmosphère d'une exoplanète. Cette lumière contient des informations sur la composition chimique et les conditions atmosphériques de la planète.
En observant les changements dans cette lumière lorsque la planète passe devant son étoile, les scientifiques peuvent déduire la présence de différents gaz et éléments, ainsi que les mouvements des vents atmosphériques.
Ces méthodes permettent de cartographier les atmosphères des exoplanètes en trois dimensions, révélant des détails sans précédent sur leur climat et leur météorologie.