Météorologie exoplanétaire : attendez-vous à des nuages épars et inégaux composés de silicates sur la planète VHS 1256 b

À ce jour, malgré le nombre considérable de découvertes d’exoplanètes, la formation et les propriétés des planètes géantes restent un mystère. Les exoplanètes géantes sculptent les jeunes systèmes exoplanétaires et pourraient déterminer si des planètes plus petites, semblables à la Terre, sont capables d’abriter la vie. L’observation et la caractérisation des propriétés des jeunes exoplanètes sont cruciales (i) pour aider les scientifiques à comprendre de quoi sont faites les exoplanètes géantes et en quoi elles diffèrent de Jupiter et Saturne et (ii) comment elles se sont formées.

En 2014, les instruments de l’ESO ont révélé l’image d’un nouveau système planétaire composé d’une jeune planète géante circumbinaire VHS1256b (3). Ce système exotique "à la Tatooine" constitue un laboratoire idéal pour disséquer les propriétés physiques et chimiques d’une exoplanète mais aussi potentiellement pour retracer son mécanisme de formation à travers sa composition.

Les nouvelles observations du JWST (1), en synergie avec celles du VLT (2), fournissent l’empreinte spectrale la plus détaillée d’une exoplanète jamais obtenue. Cette empreinte révèle la présence de molécules clés également identifiées sur Jupiter. La précision sans précédent des données fournit la première contrainte solide sur la température de cette exoplanète ainsi qu’une mesure du rapport entre les atomes de carbone et d’oxygène dans l’atmosphère de l’objet, qui est supposé être fixé par le mécanisme de formation de l’objet. Des astronomes ont observé également pour la première fois une signature directe de nuages de poussière de silicate dans l’atmosphère d’une exoplanète. Ces nuages de poussière ne se forment pas sur nos planètes joviennes, qui sont plus froides, et contribueront à résoudre un débat de longue date sur les mécanismes physiques proposés dans l’atmosphère des jeunes exoplanètes.

Les deux travaux de recherche sur le NIRSpec-MIRI/JWST et X-Shooter/VLT ont été menés par deux jeunes scientifiques talentueux, Brittany Miles de l’université d’Arizona, et Simon Petrus de l’université de Valparaiso au Chili. Ce travail implique plusieurs scientifiques français des laboratoires AIM, IPAG, LAM, LESIA et Lagrange. Mickael Bonnefoy, chargé de recherche à l’IPAG, a participé aux deux études, en particulier au développement et à l’application d’outils d’analyse spectrale en relation avec les modèles d’atmosphère exoplanétaire.

Références

1. JWST/MIRI and NIRSpec Characterization paper (Miles et al. 2022). DOI : arXiv:2209.00620
2. X-SHOOTER Characterization paper (Petrus et al. 2023). DOI : arXiv:2207.06622
3. Discovery paper based on VISTA results (Gauza et al. 2015). DOI : arXiv:1505.00806

Cet article a initialement été publié par l’OCA