Le télescope Webb fait une découverte sans précédent d’exoplanètes dans l’espace lointain

La puissant télescope Webb n’a pas besoin de prendre de jolies photos pour révolutionner notre compréhension du cosmos.

Les astronomes ont concentré l’observatoire spatial – qui a réussi atteint son avant-poste à un million de kilomètres de la Terre cette année — sur l’exoplanète semblable à Saturne (signifiant planète au-delà de notre système solaire) WASP-39 b. C’est une géante gazeuse chaude en orbite proche d’une étoile à 700 années-lumière. Auparavant, les scientifiques utilisaient des instruments spécialisés à bord de Webb pour détecter le gaz carbonique sur ce monde extrême.

Maintenant, pour la première fois, ils ont découvert “un menu complet” d’atomes et de molécules dans les nuages ​​d’une exoplanète, et certains interagissent. Cette dernière détection prouve que les astronomes peuvent scruter les atmosphères de exoplanètes étranges et déchiffrer ce qui se passe ou est fabriqué chimiquement – et si ces mondes pouvaient alors contenir des conditions qui pourraient potentiellement héberger la vie. (Sur notre planète, la chimie atmosphérique, responsable de la création d’atmosphères isolantes et couche d’ozone protectriceest vital pour la vie.)

La lumière d’une étoile peut souvent alimenter des réactions chimiques sur une planète, un processus appelé “photochimie”. C’est ce qui se passe sur WASP-39 b.

“Les planètes sont sculptées et transformées en orbite dans le bain de rayonnement de l’étoile hôte”, a déclaré Natalie Batalha, astronome à l’Université de Californie à Santa Cruz, qui a contribué à la nouvelle recherche. dit dans un communiqué. “Sur Terre, ces transformations permettent à la vie de prospérer.” (Les cinq documents de recherche montrant la découverte sont listé dans ce communiqué de presse de l’UC Santa Cruz.)

Plus précisément, le télescope Webb a découvert la présence de vapeur d’eau, de dioxyde de soufre, de monoxyde de carbone, de sodium et de potassium, entre autres éléments. Pour détecter de telles molécules sur des planètes lointaines, les astronomes dirigent l’observatoire vers des exoplanètes connues dans notre galaxie de la voie lactée. Ensuite, comme Mashable expliqué précédemmentils font quelque chose de très profondément intelligent :

Ils attendront que les planètes voyagent devant leurs étoiles brillantes. Cette lumière stellaire passe à travers l’atmosphère de l’exoplanète, puis à travers l’espace, et finalement dans des instruments appelés spectrographes à bord de Webb (une stratégie appelée “spectroscopie de transit”). Ce sont essentiellement des prismes de haute technologie, qui séparent la lumière en un arc-en-ciel de couleurs. Voici le gros truc : certaines molécules, comme l’eau, dans l’atmosphère absorbent des types spécifiques, ou des couleurs, de lumière. “Chaque molécule a un régime alimentaire spécifique”, a expliqué Néstor Espinoza, chercheur sur les exoplanètes au Space Telescope Science Institute, qui dirige le Télescope spatial James Webb.

Donc, si cette couleur n’apparaît pas dans le spectre des couleurs observées par un spectrographe Webb, cela signifie qu’elle a été absorbée (ou “consommée” par) l’atmosphère de l’exoplanète. En d’autres termes, cet élément est présent dans le ciel de cette planète. Le spectrographe produit des lignes (désignant différents types de lumière), pas de jolies images ; mais c’est une mine d’informations inestimables.

La détection particulièrement attrayante sur WASP-39 b est le dioxyde de soufre, qui se produit lorsque la lumière d’une étoile frappe l’atmosphère d’une planète. À l’aide d’ordinateurs, les chercheurs ont simulé les conditions dans cette atmosphère lointaine et ont déterminé que la photochimie formait cette molécule dans les nuages ​​épais et pelucheux de WASP-39 b.

Un graphique montrant les réactions chimiques dans l’atmosphère de WASP-39 b.
Crédit : NASA / JPL-Caltech / Robert Hurt ; Centre d’astrophysique-Harvard & Smithsonian / Melissa Weiss

“Sur Terre, ces transformations permettent à la vie de prospérer.”

Maintenant, les astronomes savent qu’ils peuvent utiliser Webb pour rechercher des atmosphères dynamiques sur d’autres mondes lointains dans espace.

“Nous allons pouvoir avoir une vue d’ensemble des atmosphères d’exoplanètes”, a déclaré Laura Flagg, chercheuse en exoplanètes à l’Université Cornell qui a travaillé sur cette recherche, dans un communiqué. “C’est incroyablement excitant de savoir que tout va être réécrit. C’est l’un des meilleurs aspects d’être un scientifique.”

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molécules dans l'atmosphère d'une exoplanète

Illustration d’artiste de molécules réagissant à la lumière du soleil dans les nuages ​​d’une exoplanète.
Crédit : Melissa Weiss / Centre d’astrophysique | Harvard et Smithsonien

Restez à l’écoute. Le télescope Webb scrutera les atmosphères du planètes trappistes extrêmement intrigantessept mondes rocheux qui existent dans la zone d’un système solaire qui n’est ni trop chaud ni trop froid. Sur certains de ces orbes, l’eau pourrait clapoter à la surface.

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