Une équipe d'astronomes dirigée par Elyar Sedaghati, boursier de l'ESO et récent diplômé de la TU Berlin, a examiné l'atmosphère de l'exoplanète [WASP-19b] plus en détail que jamais auparavant. Cette planète remarquable a à peu près la même masse que Jupiter, mais est si proche de son étoile mère qu'elle complète une orbite en seulement 19 heures et que son atmosphère est estimée à une température d'environ 2000 degrés Celsius.

Alors que WASP-19b passe devant son étoile mère, une partie de la lumière des étoiles traverse l'atmosphère de la planète et laisse des empreintes digitales subtiles dans la lumière qui atteint finalement la Terre. En utilisant l'instrument FORS2 sur le Very Large Telescope, l'équipe a pu analyser soigneusement cette lumière et en déduire que l'atmosphère contenait de petites quantités d'oxyde de titane, eau et traces de sodium, à côté d'une brume mondiale fortement diffusante.

"Détecter de telles molécules est, cependant, pas simple exploit, " explique Elyar Sedaghati, qui a passé 2 ans en tant qu'étudiant ESO à travailler sur ce projet. "Non seulement nous avons besoin de données d'une qualité exceptionnelle, mais nous devons également effectuer une analyse sophistiquée. Nous avons utilisé un algorithme qui explore plusieurs millions de spectres couvrant une large gamme de compositions chimiques, températures, et les propriétés de nuage ou de brume afin de tirer nos conclusions.

L'oxyde de titane est rarement vu sur Terre. Il est connu pour exister dans les atmosphères des étoiles froides. Dans les atmosphères des planètes chaudes comme WASP-19b, il agit comme un absorbeur de chaleur. S'il est présent en quantité suffisante, ces molécules empêchent la chaleur d'entrer ou de s'échapper par l'atmosphère, conduisant à une inversion thermique - la température est plus élevée dans la haute atmosphère et plus basse plus bas, le contraire de la situation normale. L'ozone joue un rôle similaire dans l'atmosphère terrestre, où il provoque une inversion dans la stratosphère.

"La présence d'oxyde de titane dans l'atmosphère de WASP-19b peut avoir des effets substantiels sur la structure et la circulation de la température atmosphérique." explique Ryan MacDonald, un autre membre de l'équipe et astronome à l'Université de Cambridge, Royaume-Uni. « Pouvoir examiner les exoplanètes à ce niveau de détail est prometteur et très excitant. » ajoute Nikku Madhusudhan de l'Université de Cambridge qui a supervisé l'interprétation théorique des observations.

Les astronomes ont collecté des observations de WASP-19b sur une période de plus d'un an. En mesurant les variations relatives du rayon de la planète à différentes longueurs d'onde de la lumière qui a traversé l'atmosphère de l'exoplanète et en comparant les observations aux modèles atmosphériques, ils pourraient extrapoler différentes propriétés, tels que le contenu chimique, de l'atmosphère de l'exoplanète.

Ces nouvelles informations sur la présence d'oxydes métalliques comme l'oxyde de titane et d'autres substances permettront une bien meilleure modélisation des atmosphères des exoplanètes. En regardant vers l'avenir, une fois que les astronomes seront capables d'observer les atmosphères de planètes potentiellement habitables, les modèles améliorés leur donneront une bien meilleure idée de la façon d'interpréter ces observations.

"Cette découverte importante est le résultat d'une remise à neuf de l'instrument FORS2 qui a été faite exactement dans ce but, " ajoute Henri Boffin, membre de l'équipe, de l'ESO, qui a dirigé le projet de rénovation. "Depuis, FORS2 est devenu le meilleur instrument pour effectuer ce type d'étude depuis le terrain."

Cette recherche a été présentée dans l'article intitulé "Détection d'oxyde de titane dans l'atmosphère d'un Jupiter chaud" par Elyar Sedaghati et. Al. apparaitre dans La nature .