☁️ Première carte 3D d'une atmosphère d'exoplanète révélée par le télescope Webb
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Grâce à une technique appelée cartographie par éclipse spectroscopique, les astronomes ont pu reconstituer la structure thermique de WASP-18b, une géante gazeuse située à 400 années-lumière de la Terre. Cette planète, qualifiée de 'Jupiter ultra-chaude', présente des températures avoisinant les 2 760 degrés Celsius.
L'étude publiée dans Nature Astronomy révèle comment les variations infimes de luminosité stellaire, lorsque la planète passe derrière son étoile, permettent de déterminer les températures à différentes altitudes et positions géographiques.
Représentation artistique de WASP-18b montrant les régions où la vapeur d'eau se dissocie sous l'effet de la chaleur extrême.
Crédit: NASA/GSFC
L'analyse multi-longueurs d'onde réalisée avec l'instrument NIRISS du télescope Webb a permis de distinguer plusieurs couches atmosphériques. Chaque longueur d'onde sonde une altitude spécifique, depuis les couches supérieures riches en vapeur d'eau jusqu'aux régions plus profondes où cette molécule est absente. Cette approche a mis en évidence un point chaud central entouré d'un anneau plus frais, confirmant les modèles théoriques sur la distribution thermique des atmosphères planétaires.
La cartographie 3D a révélé un phénomène remarquable: la dissociation de la vapeur d'eau dans les zones les plus chaudes. Alors que les régions périphériques conservent leurs molécules d'eau intactes, le point central subit une température si élevée que les liaisons chimiques se brisent. Cette observation directe valide pour la première fois les prédictions théoriques sur le comportement de l'eau dans des conditions extrêmes.
Cette méthode ouvre des perspectives passionnantes pour l'étude d'autres exoplanètes. Les chercheurs envisagent d'appliquer cette technique à des centaines de 'Jupiters chauds' déjà identifiés, et peut-être un jour à des planètes rocheuses similaires à la Terre. La précision des cartes pourrait encore s'améliorer avec de nouvelles observations, offrant une compréhension toujours plus fine des climats extraterrestres.
Le phénomène de verrouillage tidal
Le verrouillage tidal se produit lorsqu'une planète présente toujours la même face à son étoile, comme c'est le cas pour WASP-18b. Cette synchronisation rotation-révolution résulte des forces gravitationnelles qui freinent progressivement la rotation planétaire.
Sur ces mondes verrouillés, l'hémisphère diurne subit un ensoleillement permanent tandis que l'hémisphère nocturne reste dans l'obscurité éternelle. Cette configuration crée des contrastes thermiques extrêmes qui influencent profondément la circulation atmosphérique et la chimie de la planète.
La face éclairée de WASP-18b atteint des températures telles que les roches pourraient fondre, tandis que la face obscure reste bien plus froide. Ces différences thermiques génèrent des vents violents qui redistribuent la chaleur autour de la planète, modifiant constamment sa structure atmosphérique.
Ce phénomène n'est pas rare dans l'Univers: notre Lune est verrouillée tidalement avec la Terre, tout comme de nombreuses exoplanètes proches de leur étoile. Comprendre ces mécanismes aide les astronomes à interpréter les observations des mondes lointains.