TOI-561b, une exoplanète rocheuse si proche de son étoile mère que son année dure un peu plus de 10 heures, pourrait être enveloppée dans une atmosphère épaisse et réfléchissante, selon une nouvelle analyse des données recueillies par le télescope spatial James Webb NASA/ESA/CSA.
TOI-561 est une étoile brillante située à 280,5 années-lumière dans la constellation des Sextans.
Également connue sous le nom de TYC 243-1528-1, l’étoile a environ 10 milliards d’années et a une masse et une taille d’environ 80 % de celles du Soleil.
Il héberge au moins trois planètes en transit – nommées TOI-561b, c et d – et est l’un des systèmes planétaires les plus anciens et les plus pauvres en métaux jamais découverts dans la Voie Lactée.
La planète intérieure, TOI-561b, est ce qu’on appelle une super-Terre avec une période orbitale de seulement 0,44 jour.
Sa taille est d’environ 1,4 fois le rayon de la Terre et 2,2 fois sa masse, ce qui lui confère une densité étonnamment faible d’environ 4,3 grammes/cm3.
La théorie dit que des mondes aussi fortement irradiés auraient dû perdre toute atmosphère substantielle depuis longtemps.
« Notre découverte remet en question les théories actuelles », a déclaré le Dr Anjali Piette, astronome à l’Université de Birmingham.
« Nous nous attendrions à ce qu’une planète rocheuse fortement irradiée comme TOI-561b ait perdu son atmosphère il y a des milliards d’années. »
« Au lieu de cela, les preuves suggèrent qu’il y règne encore une atmosphère importante aujourd’hui. »
« Cela soulève des questions majeures, comme celle de savoir si la planète a commencé avec une réserve de gaz inhabituellement importante ou si l’océan de roches en fusion recouvrant sa surface agit comme un volcan à l’échelle de la planète qui alimente constamment son atmosphère. »
À l’aide de l’instrument NIRSpec de Webb, le Dr Piette et ses collègues ont suivi la lueur de la planète à travers quatre éclipses secondaires et trois transits, créant ainsi une « courbe de phase » indiquant la façon dont sa luminosité change au cours de son orbite.
Ils ont également modélisé le scintillement de l’étoile, provoqué par la granulation, le brassage des cellules convectives à sa surface.
L’association de ce signal stellaire et de celui de la planète a donné un spectre d’émission diurne.
Le côté jour de la planète a une température de luminosité d’environ 2 050 K, bien inférieure aux 3 200 K environ attendus pour une roche sombre et nue sans transport de chaleur.
Pour expliquer cette luminosité, les astronomes ont comparé les observations avec une simulation informatique du climat de la planète.
Ceux-ci suggèrent que des nuages constitués de minéraux silicatés, notamment de dioxyde de silicium et de silicate de magnésium, pourraient exister du côté jour de la planète et agir comme un écran solaire.
«Nous avons mesuré l’évolution de la luminosité et de la chaleur de la planète tout au long de son orbite», a déclaré la professeure Lisa Dang, astronome à l’Université de Waterloo, en Ontario.
« Cette technique, connue sous le nom de courbe de phase, a révélé que la planète réfléchit une quantité importante de lumière provenant de son étoile et que la chaleur est redistribuée autour de la planète plutôt que du côté éclairé par le soleil. Ensemble, ces éléments indiquent la présence d’une atmosphère. «
« La prochaine grande question à laquelle nous chercherons à répondre est de savoir si l’atmosphère de TOI-561b ressemble à Vénus ou à une version extrême de Io. »
« Observer la planète à des longueurs d’onde plus longues avec Webb pourrait nous donner un aperçu et aider à expliquer comment une planète aussi chaude a conservé une atmosphère pendant des milliards d’années. »
Les conclusions de l’équipe apparaissent dans le Journal astronomique.
