«Quand nous avons pointé pour la première fois le télescope Hubble sur WASP-121b, nous avons vu la brillance des molécules d'eau, ce qui a indiqué la présence d'une stratosphère très nette sur ce «Jupiter chaud». Nos calculs théoriques indiquaient depuis relativement longtemps que certaines planètes peuvent avoir des stratosphères très chaudes ayant un impact significatif sur la chimie et la physique de toute l'atmosphère», a déclaré Tom Evans de l'université d'Exeter (Royaume-Uni).
Les mondes infernaux
Un progrès conséquent a été fait en ce sens en étudiant les Jupiters chauds — les plus grandes planètes et les plus pratiques pour être étudiées en dehors du système solaire. Leur atmosphère brûlante s'est avérée semblable en termes de composition aux enveloppes de gaz de Jupiter et de Saturne, essentiellement composées d'hydrogène, d'hélium et d'hydrocarbures, alors que dans le ciel les astronomes ont découvert des nuages exotiques de verre et de plomb, ainsi que des pluies de pierres précieuses.
Tom Evans explique que depuis longtemps les chercheurs soupçonnaient que les Jupiters chauds, affichant des températures record à la surface et dans l'atmosphère, pourraient posséder une stratosphère encore plus brûlante, dont la température, comme chez son homonyme sur Terre, grandit en s'éloignant de la surface de la géante gazeuse.
Les télescopes actuels sont trop petits pour observer directement l'atmosphère de telles planètes, c'est pourquoi les scientifiques sont contraints de chercher leurs traces dans la lumière des étoiles autour desquelles tournent les Jupiters chauds, en s'appuyant sur les propriétés de la stratosphère terrestre et les simulations d'ordinateur des géantes gazeuses brûlantes.
Le fait est que les chercheurs ignoraient quelles substances ou molécules peuvent servir d'analogue d'ozone, principal responsable du réchauffement de la stratosphère sur Terre. Les molécules d'ozone, expliquent les spécialistes, absorbent le rayonnement ultraviolet et le transforment en chaleur, en raison de quoi la stratosphère est plus chaude «au-dessus», où ces rayons sont plus nombreux, qu'«en-dessous», où ces rayons arrivent bien plus rarement.
Sur des nuages de fer
En essayant de comprendre quelles substances sont contenues dans l'atmosphère de WASP-121b, les scientifiques ont créé une simulation numérique de ce Jupiter chaud. En utilisant cette planète virtuelle les astronomes ajoutaient dans son atmosphère différentes substances en observant les changements de son spectre en modifiant la composition et la concentration de ces substances.
Ce procédé a permis de prouver que la couche supérieure de l'atmosphère de WASP-121b ressemblait effectivement à la stratosphère où le rôle d'ozone est joué par deux substances — l'oxyde de titane et l'oxyde de vanadium, dont les nanoparticules et les molécules absorbent l'ultraviolet de manière encore plus forte que l'ozone.
Cette découverte, selon Tom Evans et ses collègues, confirme qu'il existe deux classes de Jupiters chauds possédant ou non une stratosphère. L'étude de WASP-121b et la découverte d'autres planètes de ce genre, d'après les planétologues, aideront à comprendre ce qui les distingue exactement de nous et comment se forment de tels mondes infernaux.
