Une équipe internationale d'astronomes a non seulement détecté des nuages ​​sur l'exoplanète lointaine WASP-127b, mais aussi mesuré leur altitude avec une précision sans précédent. Une présentation du Dr Romain Allart au Europlanet Science Congress (EPSC) 2021 montre comment, en combinant les données d'un télescope spatial et d'un télescope au sol, l'équipe a pu révéler la structure supérieure de l'atmosphère de la planète. Cela ouvre la voie à des études similaires sur de nombreux autres mondes lointains.

WASP-127b, situé à plus de 525 années-lumière, est une « Saturne chaude », une planète géante de masse similaire à Saturne qui orbite très près de son soleil. L'équipe a observé la planète passer devant son étoile hôte pour détecter des motifs qui s'incrustent dans la lumière des étoiles lorsqu'elle est filtrée à travers l'atmosphère de la planète et modifiée par les constituants chimiques. En combinant les observations infrarouges du télescope spatial Hubble (HST) de l'ESA/NASA et les mesures de la lumière visible du spectrographe ESPRESSO du très grand télescope de l'Observatoire européen austral au Chili, les chercheurs ont pu sonder différentes régions de l'atmosphère. Les résultats ont apporté quelques surprises.

'D'abord, comme on l'a trouvé auparavant dans ce type de planète, nous avons détecté la présence de sodium, mais à une altitude beaucoup plus basse que ce à quoi nous nous attendions. Seconde, il y avait de forts signaux de vapeur d'eau dans l'infrarouge mais aucun dans les longueurs d'onde visibles. Cela implique que la vapeur d'eau à des niveaux inférieurs est masquée par des nuages ​​opaques aux longueurs d'onde visibles mais transparents dans l'infrarouge, " dit Allart, de l'iREx/Université de Montréal et de l'Université de Genève, qui a dirigé l'étude.

Les données combinées des deux instruments ont permis aux chercheurs de réduire l'altitude des nuages ​​à une couche atmosphérique avec une pression comprise entre 0,3 et 0,5 millibars.

'Nous ne connaissons pas encore la composition des nuages, sauf qu'ils ne sont pas composés de gouttelettes d'eau comme sur Terre, " dit Allart. «Nous sommes également perplexes quant à la raison pour laquelle le sodium se trouve dans un endroit inattendu de cette planète. Les études futures nous aideront à mieux comprendre non seulement la structure atmosphérique, mais à propos de WASP-127b, qui s'avère être un endroit fascinant.

Avec une orbite complète autour de son étoile se produisant en environ quatre jours, WASP-127b reçoit 600 fois plus d'irradiation que la Terre et connaît des températures allant jusqu'à 1100 degrés Celsius. Cela gonfle la planète jusqu'à un rayon 1,3 fois plus grand que Jupiter, avec seulement un cinquième de la masse, ce qui en fait l'une des exoplanètes les moins denses ou les plus "duveteuses" jamais découvertes.

La nature étendue des exoplanètes duveteuses les rend plus faciles à observer, et ainsi WASP-127b est un candidat idéal pour les chercheurs travaillant sur la caractérisation atmosphérique.

Les observations de l'équipe avec l'instrument ESPRESSO suggèrent également que, contrairement aux planètes de notre système solaire, WASP-127b orbite non seulement dans la direction opposée à celle de son étoile mais aussi dans un plan différent de celui équatorial.

"Un tel alignement est inattendu pour une Saturne chaude dans un ancien système stellaire et pourrait être causé par un compagnon inconnu, " dit Allart. "Toutes ces caractéristiques uniques font de WASP-127b une planète qui sera très intensément étudiée à l'avenir."

Le spectrographe Echelle pour les exoplanètes rocheuses et les observations spectroscopiques stables (ESPRESSO) est le spectrographe le plus précis au monde pour les mesures de vitesse radiale, une méthode permettant de détecter des exoplanètes.

Les auteurs tiennent à remercier le Dr Jessica Spake et son équipe pour la publication des données HST raffinées utilisées dans ce travail.