Des nuages de quartz riches en oxygène perdus dans les rêves d’une exoplanète lointaine
Dans le contexte: WASP-17 b est une exoplanète de type « Jupiter chaud » qui orbite autour d’une étoile hôte située à 1 300 années-lumière de la Terre. Cette géante gazeuse est l’une des trois cibles des enquêtes DREAMS (Deep Reconnaissance of Exoplanet Atmospheres using Multi-instrument Spectroscopy) menées par le JWST, et elle a déjà fourni aux chercheurs des données inattendues.
L’atmosphère de WASP-17 b est incroyablement dure et se compose d’aérosols, qui sont de minuscules particules de dioxyde de silicium, communément appelées silicate. Le silicate est un minéral abondant en silicium et en oxygène, que l’on trouve fréquemment sur Terre et sur d’autres objets rocheux sous forme de quartz. Les grains de silicate identifiés dans le passé dans l’atmosphère des exoplanètes et des étoiles naines brunes étaient généralement riches en magnésium et non en quartz. Cependant, WASP-17 b s’est avéré être une exception.
Une équipe de scientifiques de la NASA et de l’Université de Bristol a utilisé l’instrument MIRI (Mid-Infrared Instrument) du télescope James Webb pour examiner cette planète massive. Ils s’attendaient initialement à trouver des silicates de magnésium en suspension dans l’atmosphère dense de la planète, mais ont été surpris de découvrir à la place des particules de quartz pur (SiO2). Avec un volume sept fois supérieur à celui de Jupiter et la moitié de sa masse, WASP-17 b se classe parmi les plus grandes exoplanètes jamais découvertes.
L’équipe a effectué des observations de la planète pendant près de 10 heures, obtenant plus de 1 275 « mesures de luminosité » dans la plage infrarouge du spectre électromagnétique, plus précisément entre cinq et 12 microns. Les chercheurs ont utilisé une technique appelée « spectroscopie de transmission », qui consiste à mesurer l’impact de l’atmosphère d’une planète lorsqu’elle passe devant son étoile hôte.
Les instruments JWST ont détecté une « bosse » distincte à 8,6 microns, ce qui, selon les scientifiques, est un indicateur clair de la présence de quartz dans les nuages entourant WASP-17 b. De plus, en utilisant des observations dans la lumière visible et proche infrarouge recueillies avec le vénérable télescope spatial Hubble, l’équipe a réussi à calculer la taille des cristaux d’aérosol, qui s’est avérée être d’environ 10 nanomètres de diamètre.
La découverte de silicates riches en oxygène dans l’atmosphère de WASP-17 b revêt une importance capitale, comme le soulignent les scientifiques. Ils soulignent que si nous ne tenons compte que de l’oxygène sous forme gazeuse et négligeons l’oxygène stocké dans des minéraux comme le quartz (SiO2), nous sous-estimerions considérablement l’abondance totale d’oxygène dans l’environnement d’une planète.
WASP-17 b est l’une des trois exoplanètes choisies pour le plan d’enquête DREAMS, conçu pour collecter une gamme « complète » d’observations impliquant divers types d’objets célestes. Les objectifs du plan englobent un « Jupiter chaud » (WASP-17 b), un « Neptune chaud » et une planète rocheuse tempérée.
