L'élément le plus lourd jamais détecté dans l'atmosphère d'une exoplanète

C’est la première fois que du baryum est observé dans l’atmosphère d’une exoplanète. C’est le plus lourd à ce jour et sa présence pose des questions sur les phénomènes qui agitent l’intérieur de ces planètes géantes.

Une observation inédite est venue enrichir notre connaissance des planètes en dehors du système solaire : une équipe internationale a repéré pour la première fois du baryum, un élément chimique métallique presque trois fois plus lourd que le fer, dans l’atmosphère de deux géantes gazeuses ultra-chaudes, WASP-76 b et WASP-121 b.

Une composition atmosphérique surprenante

Le nom "Jupiter ultra-chaud" sert à désigner des planètes gazeuses dont la masse est proche de celle de Jupiter, mais dont la température est extrêmement élevée en raison de leur proximité avec leur étoile. Par exemple, une des faces de WASP-76 est toujours orientée face à l’étoile et la température y avoisine les 2.400°C ! Il pleuvrait même du fer à l’intérieur de la planète...

Pour les observer, l’équipe a utilisé l’instrument ESPRESSO du Very Large Telescope (VLT) de l’Observatoire européen austral (ESO) situé au Chili. Cet instrument sert à détecter de nouvelles exoplanètes, mais aussi à analyser la lumière des étoiles filtrée par l’atmosphère des planètes, et ainsi identifier les éléments chimiques qui s’y trouvent. Avec parfois des surprises, comme la découverte inédite de baryum, qui fait ainsi l’objet d’une publication dans Astronomy and Astrophysics : "Nous ne nous attendions pas, ou ne cherchions pas, de baryum en particulier et nous avons dû vérifier par recoupement que celui-ci provenait bien de la planète, car la présence de ce métal n’avait jamais été identifiée sur une exoplanète auparavant", a ainsi déclaré le chercheur qui a dirigé l’étude, Tomás Azevedo Silva, doctorant à l’Université de Porto et à l’Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) au (Portugal). Une véritable surprise, surtout en haute altitude, comme l’explique à Sciences et Avenir Florian Debras, chargé de recherche au CNRS à l'IRAP (Toulouse) : "Observer un élément aussi lourd est étonnant : on s'attend à ce qu'il y ait une sorte de triage gravitationnel dans l'atmosphère de ces planètes, et donc si un élément [...]

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