Des astronomes ont découvert qu’une exoplanète rocheuse extrêmement chaude, appelée TOI-561 b et située à environ 280 années-lumière de la Terre, possède une atmosphère substantielle protégée par un écran de nuages réfléchissants agissant comme un bouclier solaire naturel.
L’observation, menée par une équipe internationale de chercheurs grâce au James Webb Space Telescope (JWST), bouleverse les modèles théoriques actuels sur la survie des enveloppes gazeuses autour des planètes soumises à un rayonnement stellaire intense. Les résultats de cette étude ont été publiés dans The Astronomical Journal.
Trente-sept heures d’observation continue révèlent une réflectivité inattendue
Pour percer le secret de TOI-561 b, l’équipe scientifique a suivi l’astre pendant 37 heures, ce qui leur a permis d’observer près de quatre orbites complètes autour de son étoile hôte. Les mesures de luminosité et de chaleur ont montré que la face éclairée de la planète est nettement plus froide que ce que prévoyaient les modèles pour un corps rocheux nu et sombre.
En examinant l’hémisphère nocturne pour la première fois, les chercheurs ont constaté que la chaleur absorbée est redistribuée autour de la planète au lieu de s’accumuler uniquement sur le côté diurne. L’analyse indique que la planète réfléchit environ 75 % de la lumière qu’elle reçoit de son étoile, une performance comparable à celle de Vénus.
Des nuages de silicate et un océan de magma en guise de moteur atmosphérique
Les simulations climatiques comparées aux données du télescope suggèrent que cette brillance exceptionnelle provient de nuages composés de minéraux silicatés, incluant du dioxyde de silicium et du silicate de magnésium, formés sur la face diurne. Ces nuages agissent comme une barrière protectrice.
« Notre découverte remet en question les théories actuelles. Nous serions en droit d’attendre d’une planète rocheuse lourdement irradiée comme TOI-561 b qu’elle ait perdu son atmosphère il y a des milliards d’années. Au lieu de cela, les données suggèrent qu’elle possède encore aujourd’hui une atmosphère importante. Cela soulève des questions majeures, notamment de savoir si la planète a débuté avec une réserve de gaz inhabituellement abondante ou si l’océan de roche en fusion qui recouvre sa surface agit comme un volcan à l’échelle de la planète, alimentant constamment son atmosphère », a déclaré la professeure adjointe en astronomie à l’Université de Birmingham Anjali Piette.
La question de la composition exacte de cette enveloppe reste ouverte.
Une technique de phase orbitale validée par l’équipe de recherche
La mise en évidence de cette atmosphère repose sur l’analyse minutieuse des variations de flux thermique tout au long de l’orbite de la planète, une méthode connue sous le nom de courbe de phase.
« Nous avons mesuré comment la luminosité et la chaleur de la planète évoluaient tout au long de son orbite. Cette technique, connue sous le nom de courbe de phase, a révélé que la planète réfléchit une quantité importante de lumière de son étoile et que la chaleur est redistribuée autour de la planète au lieu d’être cantonnée au côté ensoleillé. Ensemble, ces éléments indiquent la présence d’une atmosphère », a déclaré Lisa Dang, responsable de projet à l’Université de Waterloo.
Prochaines étapes pour identifier la nature chimique de TOI-561 b
Les astronomes prévoient désormais d’utiliser le JWST pour observer la planète à des longueurs d’onde plus longues. Ces observations complémentaires devront préciser la composition chimique précise des gaz en présence.
Déterminer si l’atmosphère de TOI-561 b ressemble davantage à celle de Vénus ou à une variante extrême d’Io constitue l’objectif principal de nos prochaines recherches. La collecte de données sur la planète à des longueurs d'onde étendues grâce au télescope JWST pourrait offrir de précieux points de perspective et révéler les mécanismes qui ont permis à un monde aussi caniculaire de conserver son enveloppe gazeuse pendant des milliards d'années.