Des chercheurs utilisant le Very Large Telescope (VLT) de l'ESO ont observé une planète extrême où ils soupçonnent qu'il pleut du fer. L'exoplanète géante ultra-chaude a un côté jour où les températures grimpent au-dessus de 2400 degrés Celsius, suffisamment élevé pour vaporiser les métaux. Les vents forts transportent la vapeur de fer vers le côté nuit plus frais où elle se condense en gouttelettes de fer.

"On pourrait dire que cette planète pleut le soir, sauf qu'il pleut du fer, " dit David Ehrenreich, professeur à l'Université de Genève en Suisse. Il a dirigé une étude, publié aujourd'hui dans la revue La nature , de cette exoplanète exotique. Connu sous le nom de WASP-76b, il est situé à quelque 640 années-lumière dans la constellation des Poissons.

Ce phénomène étrange se produit parce que la planète « pluie de fer » ne montre jamais qu'un seul visage, son côté jour, à son étoile mère, son côté plus frais de nuit restant dans l'obscurité perpétuelle. Comme la Lune sur son orbite autour de la Terre, WASP-76b est « verrouillé en fonction de la marée » :il lui faut autant de temps pour tourner autour de son axe que pour faire le tour de l'étoile.

De son côté jour, elle reçoit des milliers de fois plus de rayonnement de son étoile mère que la Terre n'en reçoit du Soleil. Il fait si chaud que les molécules se séparent en atomes, et les métaux comme le fer s'évaporent dans l'atmosphère. La différence de température extrême entre les côtés jour et nuit se traduit par des vents vigoureux qui amènent la vapeur de fer du côté jour ultra-chaud vers le côté nuit plus frais, où les températures chutent à environ 1500 degrés Celsius.

Non seulement WASP-76b a des températures jour-nuit différentes, il a également une chimie jour-nuit distincte, selon la nouvelle étude. En utilisant le nouvel instrument ESPRESSO sur le VLT de l'ESO dans le désert chilien d'Atacama, les astronomes ont identifié pour la première fois des variations chimiques sur une planète géante gazeuse ultra-chaude. Ils ont détecté une forte signature de vapeur de fer à la frontière du soir qui sépare le côté jour de la planète de son côté nuit. "Étonnamment, cependant, on ne voit pas la vapeur de fer le matin, " dit Ehrenreich. La raison, il dit, c'est qu'"il pleut du fer du côté nocturne de cette exoplanète extrême".

"Les observations montrent que la vapeur de fer est abondante dans l'atmosphère du côté chaud du WASP-76b, " ajoute María Rosa Zapatero Osorio, astrophysicien au Centre d'Astrobiologie de Madrid, Espagne, et le président de l'équipe scientifique ESPRESSO. « Une fraction de ce fer est injectée du côté nuit en raison de la rotation de la planète et des vents atmosphériques. Là, le fer rencontre des environnements beaucoup plus frais, se condense et pleut."

Ce résultat a été obtenu à partir des toutes premières observations scientifiques faites avec ESPRESSO, en septembre 2018, par le consortium scientifique qui a construit l'instrument :une équipe du Portugal, Italie, La Suisse, Espagne et ESO.

ESPRESSO, le spectrographe Echelle pour les exoplanètes rocheuses et les observations spectroscopiques stables, a été conçu à l'origine pour rechercher des planètes semblables à la Terre autour d'étoiles semblables au Soleil. Cependant, il s'est avéré beaucoup plus polyvalent. "Nous nous sommes vite rendu compte que le remarquable pouvoir de collecte du VLT et l'extrême stabilité de l'ESPRESSO en faisaient une machine de choix pour étudier les atmosphères des exoplanètes, " dit Pedro Figueira, Scientifique instrumentiste ESPRESSO à l'ESO au Chili.

"Ce que nous avons maintenant, c'est une toute nouvelle façon de tracer le climat des exoplanètes les plus extrêmes, " conclut Ehrenreich.