L'exoplanète brûlante WASP-121b n'est peut-être pas en train de déchiqueter des riffs de guitare heavy metal, mais il envoie des métaux lourds tels que le fer et le magnésium dans l'espace. L'atmosphère de la planète lointaine est si chaude que le métal se vaporise et échappe à l'attraction gravitationnelle de la planète. L'intense gravité de l'étoile hôte de la planète a également déformé la planète grésillante en une forme de football.

Les nouvelles observations, réalisé par une équipe internationale d'astronomes utilisant le télescope spatial Hubble de la NASA, décrivent le premier cas connu de gaz de métaux lourds s'échappant d'un "Jupiter chaud, " qui est un surnom pour grand, exoplanètes gazeuses qui orbitent très près de leurs étoiles hôtes. Un document de recherche décrivant les résultats, co-écrit par Drake Deming, professeur d'astronomie de l'Université du Maryland, a été publié le 1er août numéro 2019 du Journal astronomique .

"Cette planète est un prototype de Jupiter ultra-chaud. Ces planètes sont si fortement irradiées par leurs étoiles hôtes, ils sont presque comme des étoiles eux-mêmes, " a déclaré Deming. " La planète est évaporée par son étoile hôte au point que nous pouvons voir des atomes métalliques s'échapper de la haute atmosphère où ils peuvent interagir avec le champ magnétique de la planète. Cela présente une opportunité d'observer et de comprendre une physique très intéressante."

Normalement, Les planètes chaudes de Jupiter sont encore suffisamment froides à l'intérieur pour condenser des éléments plus lourds tels que le magnésium et le fer en nuages ​​qui restent dans l'atmosphère de la planète. Mais ce n'est pas le cas avec WASP-121b, qui orbite si près de son étoile hôte que la haute atmosphère de la planète atteint un flamboyant 4, 600 degrés Fahrenheit. La planète est si proche, En réalité, qu'il est déchiré par la gravité de l'étoile, donnant à la planète une forme oblique de football. Le système stellaire WASP-121 réside à environ 900 années-lumière de la Terre.

"Des métaux lourds ont déjà été observés dans d'autres Jupiters chauds, mais seulement dans la basse atmosphère, " a expliqué le chercheur principal David Sing de l'Université Johns Hopkins. " Avec WASP-121b, nous voyons du magnésium et du fer gazeux si loin de la planète qu'ils ne sont pas liés gravitationnellement. Les métaux lourds s'échappent en partie parce que la planète est si grosse et bouffie que sa gravité est relativement faible. C'est une planète qui est activement dépouillée de son atmosphère."

Les chercheurs ont utilisé le spectrographe d'imagerie du télescope spatial de Hubble pour rechercher les signatures de lumière ultraviolette du magnésium et du fer. Ces signatures peuvent être observées dans la lumière des étoiles filtrant à travers l'atmosphère de WASP-121b, lorsque la planète passe devant son étoile hôte.

Les observations de WASP-121b ajoutent à l'histoire en développement de la façon dont les planètes perdent leurs atmosphères primordiales. Quand les planètes se forment, ils rassemblent une atmosphère faite de gaz du disque qui a donné naissance à la fois à la planète et à son étoile hôte. Ces jeunes atmosphères sont principalement constituées d'hydrogène et d'hélium, les éléments les plus abondants de l'univers. Alors que la planète se rapproche de son étoile, une grande partie de cette atmosphère primitive brûle et s'échappe dans l'espace.

"Les Jupiters chauds sont pour la plupart constitués d'hydrogène, et Hubble est très sensible à l'hydrogène, donc nous savons que ces planètes peuvent perdre le gaz relativement facilement, " Sing dit. " Mais dans le cas de WASP-121b, l'hydrogène et l'hélium gazeux s'échappent, presque comme une rivière, et entraîne ces métaux avec eux. C'est un mécanisme très efficace pour la perte de masse."

Selon les chercheurs, WASP-121b sera une cible parfaite pour le télescope spatial James Webb de la NASA, lancement prévu en 2021. Le télescope Webb permettra aux chercheurs de rechercher de l'eau et du dioxyde de carbone, qui peut être détecté plus longtemps, longueurs d'onde plus rouges de la lumière infrarouge. La combinaison des observations de Hubble et Webb devrait donner aux astronomes un inventaire plus complet des éléments chimiques qui composent l'atmosphère de la planète.

"Les Jupiters chauds aussi proches de leur étoile hôte sont très rares. Ceux qui sont aussi chauds sont encore plus rares, " Deming a ajouté. " Bien qu'ils soient rares, ils se démarquent vraiment une fois que vous les avez trouvés. Nous avons hâte d'en apprendre encore plus sur cette étrange planète."

Le document de recherche, "Le programme HST PanCET :Exospheric Mg II et Fe II dans le spectre de transmission proche UV de WASP-121b en utilisant Jitter Decorrelation, " David Chanter, Panayotis Lavvas, Gilda Ballester, Alain Lecavelier des Etangs, Marc Marley, Nikolaï Nikolov, Lotfi Ben Jaffel, Vincent Bourrier, Lars Buchhave, Drake Deming, David Ehrenreich, Thomas Evans, Tiffany Kataria, Nikola Lewis, Mercedes López-Morales, Antonio Garcia Muñoz, Grégory Henri, Jorge Sanz-Forcada, Jessica a parlé, et Hannah Wakeford, a été publié dans le Journal astronomique le 1er août 2019.