Webb telescope makes first unequivocal detection of carbon dioxide in an exoplanet atmosphere
VOILA UNE BELLE NOUVELLE :’’ Webb
telescope makes first unequivocal detection of carbon dioxide in an exoplanet
atmosphere
by University
of California - Santa Cruz
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Le télescope Webb effectue la
première détection sans équivoque de dioxyde de carbone dans une atmosphère
d'exoplanète
par l'Université de Californie-Santa
Cruz
Cette illustration montre à quoi
pourrait ressembler l'exoplanète WASP-39b, sur la base des connaissances
actuelles de la planète. Crédit : NASA, ESA, ASC, Joseph Olmsted
Pour la première fois, des astronomes
ont trouvé des preuves sans ambiguïté de dioxyde de carbone dans l'atmosphère
d'une exoplanète (une planète en dehors de notre système solaire).
La découverte, acceptée pour
publication dans Nature et mise en ligne le 25 août, démontre la puissance du
télescope spatial James Webb (JWST) pour fournir des observations sans
précédent des atmosphères d'exoplanètes.
Natalie Batalha, professeur
d'astronomie et d'astrophysique à l'UC Santa Cruz, dirige l'équipe d'astronomes
qui a effectué la détection, en utilisant JWST pour observer une planète de
masse Saturne appelée WASP-39b qui orbite très près d'une étoile semblable au
soleil à environ 700 lumière- ans de la Terre.
"Des observations précédentes de
cette planète avec Hubble et Spitzer nous avaient donné des indices alléchants
que du dioxyde de carbone pourrait être présent", a déclaré Batalha.
"Les données de JWST ont montré une caractéristique de dioxyde de carbone
sans équivoque qui était si importante qu'elle nous criait pratiquement
dessus."
Le dioxyde de carbone est un
composant important de l'atmosphère des planètes de notre système solaire, que
l'on trouve sur des planètes rocheuses comme Mars et Vénus ainsi que sur des
géantes gazeuses comme Jupiter et Saturne. Pour les chercheurs sur les
exoplanètes, il est important à la fois en tant que gaz qu'ils sont
susceptibles de détecter sur de petites planètes rocheuses et en tant
qu'indicateur de l'abondance globale d'éléments lourds dans les atmosphères des
planètes géantes.
Un spectre de transmission de
l'exoplanète géante à gaz chaud WASP-39 b capturé par le spectrographe
dans le proche infrarouge (NIRSpec) de JWST le 10 juillet 2022,
révèle la première preuve claire de la présence de dioxyde de carbone sur une
planète en dehors du système solaire. Crédit : NASA, ESA , ASC, Leah Hustak (STScI), Joseph Olmsted
(STScI)
"Le dioxyde de carbone est en
fait un bâton de mesure très sensible - le meilleur que nous ayons - pour les
éléments lourds dans les atmosphères des planètes géantes, donc le fait que
nous puissions le voir si clairement est vraiment génial", a déclaré le
co-auteur Jonathan Fortney, professeur d'astronomie et d'astrophysique. à
l'UCSC et directeur de l'Other Worlds Laboratory.
Les étoiles et les planètes géantes
gazeuses sont constituées principalement des éléments les plus légers,
l'hydrogène et l'hélium, mais l'abondance d'éléments plus lourds - ce que les
astronomes appellent la "métallicité" - est un facteur critique dans
la formation des planètes, a expliqué Fortney.
"La capacité de déterminer la
quantité d'éléments lourds dans une planète est essentielle pour comprendre
comment elle s'est formée, et nous pourrons utiliser ce bâton de mesure du dioxyde
de carbone pour tout un tas d'exoplanètes afin de développer une compréhension
globale de la composition des planètes géantes. ," il a dit.
L'équipe de Batalha a observé
WASP-39b dans le cadre d'un programme JWST Early Release Science pour étudier
les exoplanètes en transit. Une planète en transit passe devant son étoile vue
de la Terre, permettant aux astronomes d'analyser la lumière des étoiles qui
traverse l'atmosphère de la planète, où des gaz comme le dioxyde de carbone
absorbent certaines longueurs d'onde de lumière.
En utilisant le spectrographe proche
infrarouge (NIRSpec) sur JWST, l'équipe a obtenu un "spectre de
transmission" haute résolution montrant la lumière transmise à travers
l'atmosphère de WASP-39b séparée en ses longueurs d'onde composantes. Batalha a
déclaré que les données ont fourni des "courbes de lumière exquises"
et ont montré que l'instrument NIRSpec dépasse les attentes en matière de
spectroscopie de transmission. Ce sol est propice aux observations de petites
planètes rocheuses, qui devraient contenir du dioxyde de carbone dans leur
atmosphère (lorsqu'elles ont des atmosphères) mais ne donneront pas un signal
aussi fort qu'une planète géante comme WASP-39b.
Une série de courbes de lumière du
spectrographe proche infrarouge de Webb (NIRSpec) montre le changement de
luminosité de trois longueurs d'onde (couleurs) différentes de la lumière du
système stellaire WASP-39 au fil du temps lorsque la planète a transité par
l'étoile le 10 juillet 2022. Crédits : Illustration : NASA, ESA, CSA et L.
Hustak (STScI) ; Science : l'équipe scientifique de la communauté JWST
Transiting Exoplanet
"Cette détection servira de
référence utile de ce que nous pouvons faire pour détecter le dioxyde de
carbone sur les planètes terrestres à l'avenir", a déclaré Batalha.
"C'est le gaz atmosphérique le plus probable que nous détecterons avec
JWST dans les atmosphères d'exoplanètes de taille terrestre."
En plus du dioxyde de carbone, les
chercheurs ont détecté une autre caractéristique intéressante dans le spectre
de WASP-39b qu'ils n'ont pas encore identifiée. "C'est une fonctionnalité
mystérieuse pour l'instant", a déclaré Batalha. "Dans cet article,
nous nous sommes concentrés sur une gamme étroite de couleurs infrarouges. Il
ne s'agit que d'un aperçu des fonctionnalités que nous nous attendons à voir
dans le spectre complet."
Fortney a noté que WASP-39b semble
avoir une composition similaire à Saturne. La métallicité de Saturne est 10
fois celle du soleil, et WASP-39b semble également être enrichi en éléments
lourds d'environ 10 fois par rapport au soleil.
"C'est un super intéressant, et nous aimerions savoir si
toutes les planètes de masse de Saturne ont la même métallicité", a-t-il
déclaré. "C'était excitant de voir cela dans un autre système, car nous ne
savions pas à quoi nous attendre lorsque nous sommes passés des planètes de
notre système solaire aux atmosphères d'exoplanètes."
Située dans la constellation de la
Vierge, WASP-39b est plus de 20 fois plus proche de son étoile que la Terre ne
l'est du soleil. Bien qu'elle ait à peu près la même masse que Saturne, elle
est moins dense et environ 50% plus grande, probablement en raison du réchauffement
dû à sa proximité avec son étoile hôte. Les observations précédentes ont montré
qu'il avait un ciel relativement clair, ce qui en fait une bonne cible pour la
spectroscopie de transmission.
Lorsque les premières données du JWST
ont été publiées en juillet, les chercheurs sur les exoplanètes de l'UCSC
accueillaient 45 astronomes en visite pour le programme d'été annuel sur les
exoplanètes du laboratoire Other Worlds. "Nous étions tous blottis autour
de l'ordinateur portable pour jeter un premier coup d'œil au spectre et nous en
émerveiller", a déclaré Batalha. "C'est un sentiment formidable,
presque euphorique, de voir quelque chose pour la première fois qu'aucun autre
humain n'a vu auparavant - c'est ce qu'est la science."
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Commentaires
Le CO2 est visible en spectro I R
ainsi que H2O
mais pas O2 ou N2 ; voici son spectre . Lorsque nous
verrons un atmosphère d’exoplanetes ‘’pierreuses’’ avec ces 4 gaz il y aura peut etre un sugne de vie !
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