Une équipe internationale dirigée par l'astrophysicienne Carolina von Essen, a utilisé le spectrographe OSIRIS sur le Gran Telescopio Canarias (GTC) pour étudier la composition chimique d'une planète dont la température d'équilibre est d'environ 3, 200°C.

GUÊPE-33, le système planète-étoile qui fait l'objet de ce travail de recherche, se trouve à quelque 380 années-lumière de la Terre. L'étoile hôte est la première étoile Delta Scuti connue pour être mise en orbite par un Jupiter chaud. Les pulsations stellaires prononcées, montrant des périodes comparables à la durée de transit primaire, interférer avec la modélisation des transports en commun. Ainsi, il est extrêmement difficile d'effectuer une caractérisation appropriée des propriétés physiques de l'exoplanète sans aborder la variabilité de l'étoile.

WASP-33b est très intéressant en soi :sa température est d'environ 3, 200°C, ce qui la place parmi les rares exoplanètes jupiteriennes ultra-chaudes connues à ce jour. Sa période orbitale est aussi courte que 29 heures, et son orbite est presque perpendiculaire au plan équatorial de l'étoile. Entre autre collection de particularités, son sens du mouvement est contraire à celui de la rotation de l'étoile.

L'étude, publié dans la revue Astronomie &Astrophysique , analyse la composition chimique de son atmosphère. Ceci est important car "Les modèles actuels d'atmosphères exoplanétaires prédisent que les Jupiters ultra-chauds devraient être exempts de nuages, et présentent une gamme d'oxydes dans le spectre visible, comme l'oxyde de vanadium, oxyde de titane, et de l'oxyde d'aluminium, " explique Carolina von Essen, de l'Université d'Aarhus (Danemark), l'investigateur principal de cette étude. "Mais il existe un nombre limité d'exoplanètes pour lesquelles ces molécules ont été détectées avec une grande signification, ce qui nous fait remettre en question les modèles."

Une détermination détaillée de la composition chimique des Jupiters ultra-chauds a le potentiel de remettre en question les modèles actuels d'atmosphères d'exoplanètes. Il existe une étroite symbiose entre modèles et observations, dont cette étude est un bon exemple, alors qu'il dévoile le premier signe d'oxyde d'aluminium dans l'atmosphère de WASP-33b, comme la théorie l'avait prédit.

« La sensibilité et les performances de GTC et OSIRIS ont été la clé du succès de ces observations difficiles, " dit Hervé Bouy, co-auteur de cet article. "Cette combinaison a fait des CGV, dans les années récentes, un télescope clé dans l'étude des atmosphères exoplanétaires, " ajoute Antonio Cabrera Lavers, GTC Chef des Opérations Scientifiques.

Les données de haute précision recueillies par GTC/OSIRIS ont permis à cette équipe de construire un modèle physiquement motivé de la variabilité intrinsèque de l'étoile hôte. Ici, les pulsations de WASP-33 et leurs changements d'amplitude avec la longueur d'onde ont été pris en considération lors de la détermination de la variabilité chromatique de la taille planétaire. "En utilisant des méthodes modernes pour déterminer la composition chimique de WASP-33b, nous constatons que la caractéristique observée dans le spectre de transmission de WASP-33b entre 450 et 550 nm peut mieux s'expliquer par l'oxyde d'aluminium dans son atmosphère, " dit von Essen. L'équipe n'a pas rencontré de preuves significatives d'autres molécules, mais une abondance assez élevée d'oxyde d'aluminium. Ainsi, de nouvelles observations à partir d'instruments terrestres et spatiaux seront nécessaires pour confirmer cette détection.