Des astronomes découvrent que l’exoplanète « barbe à papa » WASP-107 b est asymétrique

L’Univers est rempli de mondes qui défient notre imagination, et certaines découvertes astronomiques continuent de surprendre les scientifiques. Parmi ces découvertes, WASP-107 b, une exoplanète située à environ 200 années-lumière de la Terre, intrigue les chercheurs depuis plusieurs années. Alors que cette planète a déjà attiré l’attention par sa composition inhabituelle, de nouvelles analyses publiées dans Nature Astronomy révèlent qu’elle est encore plus étrange qu’on ne le pensait.

Une composition déroutante

WASP-107 b a été découverte en 2017 et a rapidement suscité la curiosité des scientifiques en raison de sa structure atypique. Avec un rayon presque équivalent à celui de Jupiter (environ 96 %), cette planète est néanmoins extrêmement légère. Sa densité est environ dix fois inférieure à celle de Jupiter, une géante gazeuse qui est déjà peu dense par comparaison à d’autres corps célestes du Système solaire. Cette composition particulière a valu à WASP-107 b d’être comparée à une barbe à papa, tant sa structure semble gonflée et légère.

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Cette faible densité ne constitue toutefois pas la seule bizarrerie de cette exoplanète. En effet, WASP-107 b est en orbite autour d’une étoile naine orange, et elle est incroyablement proche de cette dernière. Elle accomplit une révolution complète en seulement 5,7 jours terrestres, un phénomène qui expose la planète à une chaleur intense, avec des températures atteignant environ 500 degrés Celsius. Ces conditions extrêmes influencent évidemment la composition de son atmosphère, déjà riche en vapeur d’eau, en dioxyde de soufre, de carbone, et en nuages de particules sableuses.

Une découverte encore plus étonnante

Les dernières observations, rendues possibles par les instruments ultra-performants du télescope spatial James-Webb (JWST), ont révélé une caractéristique inattendue dans l’atmosphère de WASP-107 b. Une équipe d’astronomes, dirigée par Matthew Murphy de l’université de l’Arizona, a découvert que l’atmosphère de cette planète n’était pas homogène. Il existe en effet une différence significative entre les hémisphères est et ouest.

C’est la première fois qu’une telle asymétrie est détectée sur une exoplanète grâce à une méthode appelée spectroscopie de transmission. Cette technique consiste à observer la lumière d’une étoile lorsqu’une exoplanète passe devant elle (un événement appelé transit). Lorsque la planète transite, une partie de la lumière de l’étoile traverse son atmosphère, permettant ainsi aux scientifiques de recueillir des informations sur la composition chimique de cette dernière. Ce processus est extrêmement délicat, car seule une petite fraction de la lumière traverse l’atmosphère de l’exoplanète et subit des modifications perceptibles.

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En étudiant ces données plus en détail, les chercheurs ont identifié des variations dans la température et l’opacité des nuages entre les côtés matinaux et vespéraux de la planète. Le côté est de WASP-107 b, où le soleil se lève, est légèrement plus frais que le côté ouest, où il se couche. De plus, les nuages semblent être plus opaques à l’ouest qu’à l’est.

Une asymétrie inattendue

Cette découverte est d’autant plus surprenante que les modèles atmosphériques de WASP-107 b n’avaient pas prédit une telle asymétrie. Les planètes verrouillées par effet de marée, comme c’est le cas de WASP-107 b, présentent généralement une face constamment exposée à leur étoile, ce qui crée une séparation nette entre le jour et la nuit. En théorie, cela devrait entraîner une répartition uniforme de la température dans chaque hémisphère. Toutefois, cette nouvelle analyse révèle une réalité plus complexe.

Les astronomes avaient déjà observé des asymétries atmosphériques sur d’autres exoplanètes, en particulier celles qui sont extrêmement chaudes. Dans ces cas-là, l’atmosphère tourne autour de la planète : elle se réchauffe en approchant de la ligne du matin (le terminateur de l’aube) et se refroidit à l’approche de la nuit (le terminateur du crépuscule), conduisant parfois à la condensation et à la pluie. Cependant, les modèles théoriques actuels ne permettent pas encore d’expliquer pleinement l’asymétrie observée sur WASP-107 b.

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Les techniques développées pour observer WASP-107 b et détecter ces asymétries pourraient être appliquées à d’autres mondes, permettant de mieux comprendre la diversité des atmosphères exoplanétaires. Selon Thomas Beatty, un astronome de l’université du Wisconsin-Madison : « C’est la première fois que nous observons ce type d’asymétries directement par spectroscopie de transmission depuis l’espace, ce qui est le principal moyen de comprendre la composition de l’atmosphère des exoplanètes. » Par ailleurs, Phoenix, cette planète qui défie les lois de la physique, intrigue les astronomes.