Dans l'atmosphère torride de l'exoplanète KELT-9b, même les molécules sont déchiquetées.

Les géantes gazeuses massives appelées « Jupiters chaudes » – des planètes qui orbitent trop près de leurs étoiles pour maintenir la vie – sont parmi les mondes les plus étranges trouvés au-delà de notre système solaire. De nouvelles observations montrent que le plus chaud de tous est encore plus étrange, sujet à des effondrements planétaires si graves qu'ils déchirent les molécules qui composent son atmosphère.

Appelé KELT-9b, la planète est un Jupiter ultra-chaud, l'une des nombreuses variétés d'exoplanètes (planètes autour d'autres étoiles) trouvées dans notre galaxie. Il pèse près de trois fois la masse de notre propre Jupiter et orbite autour d'une étoile à quelque 670 années-lumière. Avec une température de surface de 7, 800 degrés Fahrenheit (4, 300 degrés Celsius) - plus chaude que certaines étoiles - cette planète est la plus chaude trouvée jusqu'à présent.

Maintenant, une équipe d'astronomes utilisant le télescope spatial Spitzer de la NASA a trouvé des preuves que la chaleur est trop forte même pour que les molécules restent intactes. Des molécules d'hydrogène gazeux sont probablement déchirées du côté jour de KELT-9b, incapables de se reformer jusqu'à ce que leurs atomes disjoints s'écoulent vers le côté nocturne de la planète.

Bien que toujours extrêmement chaud, le léger refroidissement du côté nuit est suffisant pour permettre aux molécules d'hydrogène gazeux de se reformer, c'est-à-dire jusqu'à ce qu'ils retournent au jour, où ils sont à nouveau déchirés.

"Ce genre de planète est si extrême en température, c'est un peu séparé de beaucoup d'autres exoplanètes, " a déclaré Megan Mansfield, un étudiant diplômé de l'Université de Chicago et auteur principal d'un nouvel article révélant ces résultats. "Il y a d'autres Jupiters chauds et ultra-chauds qui ne sont pas aussi chauds mais toujours suffisamment chauds pour que cet effet se produise."

Les résultats, Publié dans Lettres de revues astrophysiques , présenter la sophistication croissante de la technologie et des analyses nécessaires pour sonder ces mondes très lointains. La science commence tout juste à scruter l'atmosphère des exoplanètes, examiner les fusions moléculaires des plus chaudes et des plus brillantes.

KELT-9b restera fermement catégorisé parmi les mondes inhabitables. Les astronomes ont pris conscience de son environnement extrêmement hostile en 2017, lorsqu'il a été détecté pour la première fois à l'aide du système Kilodegree Extremely Little Telescope (KELT), un effort combiné impliquant les observations de deux télescopes robotiques, un dans le sud de l'Arizona et un en Afrique du Sud.

Dans l'étude Astrophysical Journal Letters, l'équipe scientifique a utilisé le télescope spatial Spitzer pour analyser les profils de température de ce géant infernal. Spitzer, qui fait des observations en lumière infrarouge, peut mesurer de subtiles variations de chaleur. Répété pendant de nombreuses heures, ces observations permettent à Spitzer de capturer les changements dans l'atmosphère alors que la planète se présente par phases tout en orbite autour de l'étoile. Différentes moitiés de la planète apparaissent alors qu'elle orbite autour de son étoile.

Cela a permis à l'équipe d'apercevoir la différence entre le côté jour de KELT-9b et sa « nuit ». Dans ce cas, la planète orbite si étroitement autour de son étoile qu'une "année" - une fois autour de l'étoile - ne prend qu'un jour et demi. Cela signifie que la planète est bloquée par les marées, présentant une face à son étoile pour toujours (comme notre Lune ne présente qu'une face à la Terre). De l'autre côté de KELT-9b, la nuit dure éternellement.

Mais les gaz et la chaleur circulent d'un côté à l'autre. Une grande question pour les chercheurs qui tentent de comprendre les atmosphères des exoplanètes est de savoir comment le rayonnement et le flux s'équilibrent.

Les modèles informatiques sont des outils majeurs dans de telles enquêtes, montrant comment ces atmosphères sont susceptibles de se comporter à différentes températures. Le meilleur ajustement pour les données de KELT-9b était un modèle qui comprenait des molécules d'hydrogène déchirées et réassemblées, un processus connu sous le nom de dissociation et de recombinaison.

"Si vous ne tenez pas compte de la dissociation de l'hydrogène, vous obtenez des vents très rapides de [37 miles ou] 60 kilomètres par seconde, " Mansfield a déclaré. "Ce n'est probablement pas probable."

KELT-9b s'avère ne pas avoir d'énormes différences de température entre ses côtés jour et nuit, suggérant un flux de chaleur de l'un à l'autre. Et le "point chaud" du jour, qui est censé être directement sous l'étoile de cette planète, s'est éloigné de sa position attendue. Les scientifiques ne savent pas pourquoi - encore un autre mystère à résoudre sur cet étrange, planète chaude.