La découverte d’une exoplanète plus brillante que Vénus
En ces belles soirées d’été, il nous arrive souvent de lever la tête vers le ciel étoilé. L’une d’entre elles se distingue, plus brillante que les autres : c’est en réalité la planète Vénus, qui reflète 75% de la lumière du Soleil. A titre de comparaison, notre planète bleue ne reflète que 30% de la lumière solaire.
Mais pour la première fois, les astronomes ont découvert une exoplanète encore plus brillante que Vénus : il s’agit de LTT9779 b, située à proximité de Neptune. De nouvelles mesures détaillées de la mission Cheops de l'ESA révèlent que cette planète reflète pas moins de 80 % de la lumière qui lui est transmise par son étoile hôte.
Autre point marquant : l'exoplanète a à peu près la taille de Neptune, ce qui en fait le plus grand "miroir" de l'Univers que nous connaissons aujourd'hui.
Un article a été publié dans la revue Astronomy & Astrophysics, retrouvez cet article ici.
Représentation de l'exoplanète LTT9779 b en orbite autour de son étoile hôte - Crédits : Ricardo Ramirez Reyes, Université du Chili.
Pourquoi LTT9779 b est-elle si étincelante ?
La raison de la grande réflectivité de la planète LTT9779 b est simple : elle est recouverte de nuages métalliques. Ceux-ci sont principalement constitués de silicate - la même matière dont sont faits le sable et le verre - mélangés à des métaux comme le titane. Un véritable miroir !
Imaginez un monde en feu, proche de son étoile, avec de lourds nuages de métaux flottant en l'air, faisant pleuvoir des gouttelettes de titane
explique James Jenkins, astronome à l'Université Diego Portales et au CATA (Santiago, Chili) et co-auteur de cet article.
La fraction de lumière réfléchie par un objet s'appelle son « albédo ». La plupart des planètes ont un albédo faible, soit parce qu'elles ont une atmosphère qui absorbe beaucoup de lumière, comme la Terre, soit parce que leur surface est sombre ou rugueuse. Les exceptions ont tendance à être des mondes de glace gelés ou des planètes comme Vénus qui ont une couche nuageuse réfléchissante.
Une autre découverte surprenante : la température extrêmement élevée de LTT9779 b
Les scientifiques vont alors de surprise en surprise : le côté de la planète faisant face à son étoile est estimé à environ… 2000 °C ! Or, il s’avère que toute température supérieure à 100°C est trop élevée pour que des nuages d’eau puissent se former ou même des nuages de métal ou de verre.
C'était vraiment un casse-tête, jusqu'à ce que nous réalisions qu'il fallait penser à cette formation de nuages de la même manière que la condensation qui se forme dans une salle de bain après une douche chaude
note Vivien Parmentier, chercheur à l'Observatoire de la Côte d'Azur (France) et co-auteur de cette recherche.
« Pour vaporiser une salle de bain, vous pouvez soit refroidir l'air jusqu'à ce que la vapeur d'eau se condense, soit laisser couler l'eau chaude jusqu'à ce que des nuages se forment, car l'air est tellement saturé de vapeur qu'il ne peut tout simplement plus en retenir. De même, LTT9779 b peut former des nuages métalliques malgré sa chaleur car l'atmosphère est sursaturée en vapeurs de silicate et de métal. »
Mais les interrogations des scientifiques ne s’arrêtent pas là : cette planète ne devrait tout simplement pas exister, du fait de sa taille, sa masse et sa proximité avec son étoile. C’est du jamais-vu !
Sa taille et sa température en font une « Neptune ultra-chaude ». La planète a un rayon 4,7 fois plus grand que celui de la Terre, et une année sur LTT9779 b ne prend que 19 heures. Toutes les planètes découvertes précédemment qui orbitent autour de leur étoile en moins d'une journée sont soit des « Jupiters chaudes », autrement dit des géantes gazeuses avec un rayon au moins dix fois plus grand que celui de la Terre, soit des planètes rocheuses inférieures à deux rayons terrestres.
Le premier auteur Sergio Hoyer du Laboratoire d'Astrophysique de Marseille (LAM) commente :
Nous pensons que ces nuages métalliques aident la planète à survivre dans le désert chaud de Neptune. Les nuages reflètent la lumière et empêchent la planète de devenir trop chaude et de s'évaporer. Pendant ce temps, être hautement métallique rend la planète et son atmosphère lourdes et plus difficiles à souffler.
La mission Cheops
Comment le télescope Cheops a-t-il permis de faire de telles découvertes ?
Cheops est la toute première mission spatiale dédiée au suivi et à la caractérisation d'exoplanètes déjà connues. En regardant la même exoplanète avec différents instruments, les scientifiques peuvent obtenir une image complète.
Pour déterminer les propriétés de LTT9779 b, la mission de l'ESA a observé quand la planète passait devant son étoile hôte. Etant donné que la planète réfléchit la lumière, l'étoile et la planète combinées envoient alors plus de lumière vers le télescope spatial juste avant que la planète ne soit hors de vue. La différence de lumière visible reçue juste avant et après que la planète soit cachée vous indique la quantité de lumière réfléchie par la planète. Ce projet s'est appuyé sur la précision et la couverture 24h/24 et 7j/7 de Cheops.
D’autres télescopes permettent ensuite de compléter les informations obtenues, comme Hubble et James Webb, grâce à des observations dans des longueurs d’onde plus larges, y compris la lumière infrarouge et UV, afin de mieux comprendre la composition de son atmosphère notamment.
Cheops est la première d'un trio de missions dédiées aux exoplanètes. Il sera rejoint par Plato en 2026, qui se concentrera sur les planètes semblables à la Terre, orbitant à une distance potentiellement viable de leur étoile. Ariel complètera la flotte en 2029 et sera spécialisé dans l'étude des atmosphères des exoplanètes.
Un avenir prometteur pour les scientifiques et les astronomes !
Pour en savoir plus
Sur le site du CNES :
Sur le site de l’ESA :
- Cheops shows scorching exoplanet acts like a mirror
- https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Cheops
Vidéos
The shiniest known exoplanet: LTT9779b, ESA : https://www.youtube.com/watch?v=QnqnuAxAO1c
ESA’s exoplanet missions : https://youtu.be/DA4xsMo72m8