Le XUV stellaire et le FUV/NUV SED, qui est le spectre de ε Eri tiré du MUSCLES Treasury Survey (France et al. 2016) et mis à l'échelle à la distance orbitale de WASP-52b. Dans le panneau (a), différentes lignes pleines représentent les spectres construits de différents βm. βm =0,22 correspond au spectre de référence, qui est issu du MUSCLES Treasury Survey. Crédit :The Astrophysical Journal (2022). DOI :10.3847/1538-4357/ac8793
Des chercheurs des observatoires du Yunnan de l'Académie chinoise des sciences et leurs collaborateurs ont reproduit les spectres de transmission observés de l'exoplanète WASP-52b à différentes bandes de longueurs d'onde et ont étudié les propriétés de son atmosphère d'hydrogène et d'hélium.
Les résultats ont été publiés dans The Astrophysical Journal le 13 septembre.
Les exoplanètes proches reçoivent un rayonnement intense à haute énergie de leurs étoiles hôtes, comme les rayons X et le rayonnement ultraviolet extrême (XUV). Dans les exoplanètes riches en gaz, l'atmosphère peut absorber ce rayonnement à haute énergie, chauffant ainsi l'atmosphère et la faisant se dilater pour surmonter le potentiel gravitationnel de la planète et s'échapper dans le milieu interstellaire.
Ce phénomène est connu sous le nom d'échappement de l'atmosphère planétaire, qui peut entraîner la perte d'une grande quantité de matière de la planète et a des effets importants sur la composition, l'évolution et même la distribution globale de la planète.
La composition et les propriétés de l'atmosphère planétaire peuvent être étudiées en analysant l'absorption des raies spectrales à différentes bandes de longueurs d'onde, par exemple les raies de la bande optique (Hα) et de la bande proche infrarouge (He λ10830Å), appelées spectres de transmission.
Dans cette étude, les chercheurs ont utilisé le modèle d'échappement atmosphérique hydrodynamique et le modèle de transfert de rayonnement pour simuler les spectres de transmission de WASP-52b. Ils ont introduit le modèle de Monte Carlo pour simuler pour la première fois la diffusion résonnante Lyα à l'intérieur de l'atmosphère exoplanétaire, en supposant que le rayonnement stellaire Lyα et l'atmosphère planétaire sont sphériques.
Sur la base de la distribution du taux de diffusion Lyα Pα, les chercheurs ont calculé l'absorption Hα, qui est causée par les atomes d'hydrogène dans les premiers états excités. Ils ont également calculé en détail la distribution des atomes d'hélium métastables et simulé les spectres de transmission de Jupiter chaud WASP-52b dans la bande optique (Hα) et la bande proche infrarouge (He λ10830Å).
Ils ont limité le niveau de rayons X et de rayonnement ultraviolet extrême reçu par la planète, ainsi que le rapport d'abondance de l'hydrogène à l'hélium dans l'atmosphère planétaire, et ont révélé que l'hydrogène et l'hélium provenaient de l'atmosphère qui s'échappait. Les résultats peuvent aider à contraindre les paramètres physiques de l'atmosphère et à mieux comprendre sa composition et sa structure. Les signaux dans la bande optique peuvent être utilisés comme sonde pour détecter la fuite d'atmosphère des Jupiters chauds
