Africa-Press – Djibouti. Des nuages qui orbitent autour d’une étoile. Les planètes “barbe à papa”, ou super-nuageuses, sont des astres étranges et rares. Des découvertes récentes montrent que ces astres sont extrêmement peu denses: moins de 0,1 gramme par centimètres cube, contre 1,33 pour Jupiter et 5,51 pour la Terre.
Rien n’est vraiment clair quant aux mécanismes qui dirigent leur formation. Ce nouveau travail, qui a abouti à la publication de deux papiers dans la revue Nature, offre ainsi une première occasion de mieux les cerner.
Une exoplanète déjà connue
L’exoplanète en question s’appelle WASP-107 b. Elle a été détectée pour la première fois en 2017 autour de WASP-107, une étoile située à environ 212 années-lumière de la Terre dans la constellation de la Vierge. La planète est très proche de son étoile, dont elle fait le tour en 5,7 jours, et possède grosso modo la taille de Jupiter pour une masse estimée dix fois inférieure. Elle avait l’objet d’une série d’observations par le télescope Keck à Hawaï dont les résultats ont été publiés en 2021.
Ils confirmaient sa nature vaporeuse et offraient une première estimation de la masse de son noyau: environ 4 fois celle de la Terre. L’étude relevait également une quantité anormalement basse de méthane dans son atmosphère.
De nouvelles investigations avec le télescope spatial James Webb précise aujourd’hui ces mesures et réévaluent la taille de son noyau à 12 masses terrestres. C’est beaucoup plus que la limite supérieure envisagée dans la précédente recherche. En revanche, les astronomes de l’Université Johns Hopkins confirment la déplétion de méthane: elle en contient 1000 fois moins que prévu.
Chimie planétaire
Les scientifiques n’ont pas fait que mesurer la quantité de méthane. Ils ont aussi évalué d’autres gaz comme le dioxyde de soufre, la vapeur d’eau, le dioxyde de carbone et le monoxyde de carbone. De quoi dresser un profil chimique de l’astre et calculer qu’il contient plus d’éléments lourds que Neptune ou Uranus. Ce portrait moléculaire a permis d’élaborer un scénario expliquant la perte de méthane: au fur et à mesure de sa progression dans l’atmosphère de WASP-107 b, ce gaz réagit avec les autres produits chimiques et le rayonnement de son étoile pour se transformer en d’autres composés.
Ces processus impliquent une source de chaleur interne. En d’autres termes, le noyau de la planète est chaud, bien plus que prévu. Et des flux de gaz provenant du centre de la planète remontent dans l’atmosphère, rendant le méthane instable. Cette hypothèse d’un noyau chaud permet aussi d’expliquer l’aspect super-nuageux de la planète.
En effet, vu la taille désormais estimée du noyau, l’atmosphère aurait dû se contracter autour à mesure qu’elle refroidissait au fil du temps. Sans source de chaleur pour dilater à nouveau le gaz, la planète devrait être beaucoup plus petite. Reste maintenant à connaître l’origine de cette chaleur interne. L’explication la plus probable est qu’elle soit due aux forces de marées, générées par son orbite légèrement elliptique, qui brassent le noyau.
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