Vents supersoniques et pluies de roches: un cocktail météo sur une planète de lave

Publié par Adrien le 05/11/2020 à 09:00
Source: Université McGill
Il va sans dire que les planètes de lave comptent parmi les planètes les plus inhospitalières découvertes au-delà des confins de notre système solaire. Ces boules incandescentes gravitent si près de leur étoile hôte que certaines de leurs régions sont probablement des océans de lave (La lave est une roche en fusion, plus ou moins fluide, émise par un volcan lors d’une...) en fusion (En physique et en métallurgie, la fusion est le passage d'un corps de l'état solide vers l'état...). Selon des scientifiques de l'Université McGill (L’Université McGill, située à Montréal au Québec, est une des...), de l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la...) York et de l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est...) indien pour l'enseignement (L'enseignement (du latin "insignis", remarquable, marqué d'un signe, distingué) est une...) des sciences, l'atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :) et le cycle météorologique d'au moins une de ces exoplanètes sont des plus étranges: évaporation (L'évaporation est un passage progressif de l'état liquide à l'état gazeux. Elle est différente...) et précipitation (En météorologie, le terme précipitation désigne des cristaux de glace ou des...) de roches, vents supersoniques soufflant jusqu'à plus de 5 000 km/h et un océan (Océans stylisé Ωcéans est un documentaire français réalisé par...) de magma d'une profondeur de 100 km.


Vue d'artiste (Est communément appelée artiste toute personne exerçant l'un des métiers ou activités...) de la planète (Une planète est un corps céleste orbitant autour du Soleil ou d'une autre étoile de...) de lave K2-141b.

Dans le cadre d'une étude publiée dans Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, les scientifiques ont utilisé des simulations par ordinateur (Un ordinateur est une machine dotée d'une unité de traitement lui permettant...) pour prédire les conditions sur K2-141b, une exoplanète (Une exoplanète, ou planète extrasolaire, est une planète orbitant autour d'une...) de la taille de la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance...), dont la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a...), l'océan (Un océan est souvent défini, en géographie, comme une vaste étendue d'eau...) et l'atmosphère sont composés du même ingrédient: des roches. Les phénomènes météorologiques extrêmes prévus par les chercheurs pourraient modifier de façon permanente la surface et l'atmosphère de K2-141b au fil du temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le...).

"Cette étude est la première à faire des prédictions à propos de conditions météorologiques sur K2-141b qui peuvent être détectées à des centaines d'années-lumière au moyen de télescopes de nouvelle génération comme le télescope spatial (Un télescope spatial est un télescope placé au delà de l'atmosphère. Le...) James‑Webb", explique Giang Nguyen, auteur principal et doctorant (Un doctorant est un chercheur débutant s'engageant, sous la supervision d'un directeur de...) à l'Université York, qui a travaillé sous la supervision de Nicolas Cowan, professeur à l'Université McGill, dans le cadre de l'étude.

Les deux tiers de l'exoplanète constamment éclairés par la lumière du jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la...)

En analysant le modèle d'illumination de l'exoplanète, l'équipe a découvert qu'environ les deux tiers de K2-141b sont éclairés en permanence - contrairement à l'hémisphère illuminé auquel nous sommes habitués sur la Terre. K2-141b appartient à un sous‑groupe de planètes rocheuses qui orbitent très près de leur étoile (Une étoile est un objet céleste émettant de la lumière de façon autonome, semblable à une...). Cette proximité maintient l'exoplanète dans la même position gravitationnelle, c'est-à-dire que le même côté fait constamment face à l'étoile.

Du côté "nocturne", la température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et...) glaciale descend sous la barre des ‑200 °C. Du côté "diurne" de l'exoplanète, on enregistre des températures d'environ 3 000 °C, une chaleur (Dans le langage courant, les mots chaleur et température ont souvent un sens équivalent :...) non seulement suffisante pour faire fondre les roches, mais également pour les vaporiser, ce qui crée une atmosphère mince à certains endroits. "Les résultats de notre étude signifient probablement que l'atmosphère s'étend un peu au-delà des rives de l'océan de magma, ce qui le rend plus facile à repérer à l'aide de télescopes spatiaux", indique Nicolas Cowan, professeur au Département des sciences de la Terre et des planètes de l'Université McGill.

Probabilités d'averses... de roches

Fait étonnant, on observe des précipitations dans l'atmosphère constituée de roche (La roche, du latin populaire rocca, désigne tout matériau constitutif de l'écorce...) vaporisée par la chaleur extrême. Tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou...) comme dans le cycle de l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les...) sur Terre, au cours duquel l'eau s'évapore, s'élève dans l'atmosphère, se condense, puis retourne sur Terre sous la forme de pluie (La pluie désigne généralement une précipitation d'eau à l'état...), le sodium (Le sodium est un élément chimique, de symbole Na et de numéro atomique 11. C'est un...), le monoxyde de silicium (Le silicium est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole Si...) et le dioxyde de silicium subissent les mêmes transformations sur K2-141b. Sur Terre, la pluie s'écoule vers les océans, où elle s'évaporera de nouveau; le cycle d'eau se répète ainsi. Sur K2-141b, des vents supersoniques emportent la vapeur () de minéraux constituée de roche évaporée vers le côté "nocturne" et glacial, où la roche retombe sous forme de "pluie" dans un océan de magma. Les courants qui en résultent retournent du côté chaud de l'exoplanète, où la roche s'évapore de nouveau.

Fait à préciser: le cycle sur K2-141b n'est toutefois pas aussi stable que celui sur la Terre. Le courant de l'océan qui ramène le magma vers le côté "diurne" est lent; les scientifiques prévoient donc que la composition minérale changera au fil du temps et qu'elle finira par modifier la surface et l'atmosphère mêmes de K2-141b.

"Toutes les planètes rocheuses, y compris la Terre, sont tout d'abord des mondes où la matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses...) est en fusion, puis elles se refroidissent et se solidifient rapidement. Les planètes de lave nous donnent une rare occasion d'observer cette étape de l'évolution d'une planète", ajoute le professeur Cowan.

La prochaine étape pour les scientifiques est de vérifier l'exactitude de ces prédictions. L'équipe dispose maintenant de données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent...) sur le télescope spatial Spitzer (Le télescope spatial Spitzer est le plus gros télescope infrarouge lancé par la NASA. Ces...) qui lui donneront un premier aperçu des températures sur la face "diurne" et la face "nocturne" de l'exoplanète. Grâce au télescope (Un télescope, (du grec tele signifiant « loin » et skopein signifiant...) spatial James-Webb, qui sera inauguré en 2021, les scientifiques pourront également vérifier si l'atmosphère se comporte comme prévu.

L'étude:
L'étude "Modelling the atmosphere of lava planet (Un Planet est un site Web dynamique qui agrège le plus souvent sur une seule page, le contenu...) K2-141b: implications for low and high resolution spectroscopy", par T. Giang Nguyen, Nicolas Cowan, Agnibha Banerjee et John Moores, a été publiée dans Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
DOI: http://dx.doi.org/10.1093/mnras/staa2487
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