Les astronomes ont découvert des preuves surprenantes selon lesquelles une planète brûlante recouverte de roches en fusion pourrait être protégée par une couche réfléchissante de nuages agissant comme un écran solaire géant. Les scientifiques pensaient auparavant que les conditions extrêmes de la planète rendraient presque impossible la survie d’une atmosphère, mais de nouvelles observations suggèrent le contraire.
Une équipe internationale de chercheurs, dont le Dr Anjali Piette, astrophysicienne à l’Université de Birmingham, a rapporté les résultats de Le journal astronomique. À l’aide du télescope spatial James Webb (JWST), les scientifiques ont observé une exoplanète rocheuse appelée TOI-561 b, située à environ 280 années-lumière de la Terre. En 37 heures, ils ont observé près de quatre orbites complètes autour de son étoile hôte.
Les observations indiquent que TOI-561 b pourrait être entouré d’une atmosphère substantielle, même si ses conditions seraient bien trop hostiles à la vie telle que nous la connaissons. Cette atmosphère semble aider la planète à réfléchir une grande partie du rayonnement provenant de son étoile. Une explication possible est une couche de nuages de silicates hautement réfléchissants qui empêchent la surface d’atteindre les températures extrêmes attendues sur une planète rocheuse exposée. L’atmosphère semble également déplacer la chaleur du côté jour éclairé en permanence vers le côté nuit, réduisant encore davantage les températures du côté faisant face aux étoiles.
Une planète de lave avec une atmosphère qui aurait dû disparaître
Les scientifiques ne savent toujours pas exactement quels gaz composent l’atmosphère de TOI-561 b. Une possibilité est une épaisse couche de dioxyde de carbone, ressemblant à l’atmosphère de Vénus mais dans des conditions beaucoup plus chaudes. Une autre atmosphère est dominée par le dioxyde de soufre, un gaz libéré par l’activité volcanique de la lune Io de Jupiter.
Le Dr Anjali Piette, professeur adjoint d’astronomie à l’Université de Birmingham, a déclaré : « Notre découverte remet en question les théories actuelles. Nous nous attendrions à ce qu’une planète rocheuse fortement irradiée comme TOI-561 b ait perdu son atmosphère il y a des milliards d’années.
“Au lieu de cela, les preuves suggèrent qu’elle possède encore une atmosphère importante aujourd’hui. Cela soulève des questions majeures telles que celle de savoir si la planète a commencé avec une réserve de gaz inhabituellement importante ou si l’océan de roches en fusion recouvrant sa surface agit comme un volcan à l’échelle de la planète qui alimente constamment son atmosphère. “
James Webb révèle pourquoi la planète est si réfléchissante
Des mesures antérieures ont révélé quelque chose de déroutant à propos de TOI-561 b. Son côté jour était nettement plus frais que ce que les chercheurs prévoyaient pour une planète sombre et rocheuse en orbite si proche de son étoile. Cette température inattendue suggérait qu’une grande partie de l’énergie entrante était soit transférée vers la nuit, soit réfléchie dans l’espace avant de pouvoir chauffer la surface.
Pour enquêter, l’équipe a observé la planète tout au long de son orbite, ce qui leur a permis d’examiner sa face nocturne pour la première fois. Étant donné que le même côté du TOI-561 b fait toujours face à son étoile, le côté nocturne ne reçoit aucune lumière directe des étoiles. Cependant, les mesures ont montré que cet hémisphère plus sombre n’était pas suffisamment chaud pour expliquer toute la chaleur manquante.
Les résultats indiquent plutôt que TOI-561 b reflète environ 75 % de la lumière des étoiles qui l’atteint, une proportion remarquablement élevée comparable à celle de Vénus.
Pour déterminer ce qui pourrait produire une réflectivité aussi forte, les chercheurs ont comparé les mesures du télescope avec des modèles informatiques du climat de la planète. Leurs simulations suggèrent que des nuages contenant des minéraux silicatés, notamment du dioxyde de silicium (SiO2) et du silicate de magnésium (MgSiO3), pourraient se former au cours de la journée. S’ils sont présents, ces nuages pourraient réfléchir le rayonnement entrant avant qu’il n’atteigne la surface, fonctionnant ainsi comme un écran solaire naturel.
Le professeur Lisa Dang, qui a dirigé le projet à l’Université de Waterloo en Ontario, au Canada, a déclaré : « Nous avons mesuré l’évolution de la luminosité et de la chaleur de la planète tout au long de son orbite. Cette technique, connue sous le nom de courbe de phase, a révélé que la planète reflète une quantité importante de lumière de son étoile et que la chaleur est redistribuée autour de la planète et non seulement du côté ensoleillé. Ensemble, ces éléments indiquent la présence d’une atmosphère.
Un océan mondial de lave pourrait-il maintenir l’atmosphère en vie ?
Les nouvelles découvertes renforcent les preuves antérieures recueillies par le professeur Lisa Dang, le Dr Anjali Piette et leurs collaborateurs selon lesquelles TOI-561 b possède une atmosphère épaisse qui peut être continuellement reconstituée par les gaz s’échappant de son intérieur en fusion.
Cette possibilité pourrait aider à expliquer comment la planète a maintenu une atmosphère malgré le rayonnement intense de son étoile pendant des milliards d’années. Plutôt que de simplement perdre ses gaz dans l’espace, le vaste réservoir de roches en fusion de la planète pourrait libérer constamment de nouvelles matières dans l’atmosphère.
Les chercheurs espèrent maintenant déterminer si TOI-561 b ressemble davantage à une Vénus extrêmement chaude ou à une version beaucoup plus intense de la lune volcanique Io. Des observations supplémentaires avec JWST à des longueurs d’onde plus longues pourraient révéler des détails importants sur la composition chimique de l’atmosphère et aider à résoudre le mystère de sa survie à long terme.
Le professeur Dang a ajouté : « La prochaine grande question à laquelle nous chercherons à répondre est de savoir si l’atmosphère de TOI-561 b ressemble à Vénus ou à une version extrême de Lo. L’observation de la planète à des longueurs d’onde plus longues avec JWST pourrait nous donner un aperçu et aider à expliquer comment une planète aussi chaude a conservé une atmosphère pendant des milliards d’années.
