Nouvelles perspectives sur les saisons d’une planète hors de notre système solaire
XO-3b, une Jupiter chaude à l’orbite excentrique. Image : NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (IPAC)
Imaginez un endroit oĂą les vents sont tellement forts qu’ils soufflent Ă la vitesse du son. Ce n’est lĂ qu’une caractĂ©ristique de l’atmosphère sur XO-3b, une (une planète Ă l’extĂ©rieur de notre système solaire) de type Jupiter chaude. L’orbite excentrique de la planète entraĂ®ne Ă©galement des variations saisonnières des centaines de fois plus intenses que sur la Terre. Dans un article publiĂ© rĂ©cemment, une Ă©quipe de chercheurs dirigĂ©e par l’UniversitĂ© ÎŰÎ۲ÝÝ®ĘÓƵ apporte un nouvel Ă©clairage sur les saisons d’une planète Ă l’extĂ©rieur de notre système solaire. Les chercheurs avancent que l’orbite ovale, les tempĂ©ratures Ă la surface extrĂŞmement Ă©levĂ©es (2 000 °C; une chaleur suffisante pour vaporiser la roche) ainsi que la constitution « barbe Ă papa » de XO-3b sont rĂ©vĂ©latrices de l’histoire de la planète. Ces dĂ©couvertes pourraient permettre de faire progresser les connaissances scientifiques sur la formation et l’évolution des ±đłć´Ç±č±ô˛ą˛ÔèłŮ±đs et de fournir un contexte pour les planètes de notre système solaire.
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Les Jupiters chaudes sont des gigantesques corps gazeux comme Jupiter, mais qui orbitent plus près de leur Ă©toile que Mercure du Soleil. Bien qu’il n’y en ait pas dans notre système solaire, elles semblent rĂ©pandues dans la galaxie. MĂŞme si elles sont les ±đłć´Ç±č±ô˛ą˛ÔèłŮ±đs les plus Ă©tudiĂ©es, d’importantes questions sur leur formation demeurent sans rĂ©ponse. Pourrait-il exister des sous-classes de Jupiters chaudes qui se formeraient diffĂ©remment? Par exemple, ces planètes prennent-elles forme loin de leur Ă©toile – Ă une distance oĂą il fait suffisamment froid pour que des molĂ©cules comme celles de l’eau se solidifient – ou plutĂ´t près de leur Ă©toile? La première option concorde davantage avec les thĂ©ories sur la naissance des planètes dans notre système solaire, mais on ignore encore pourquoi ces types de planètes migrent si près de leur Ă©toile.
Pour mettre ces idĂ©es Ă l’épreuve, les auteurs d’une Ă©tude rĂ©cente dirigĂ©e par l’UniversitĂ© ÎŰÎ۲ÝÝ®ĘÓƵ ont utilisĂ© des donnĂ©es du tĂ©lescope spatial Spitzer de la NASA – qui a Ă©tĂ© – afin d’examiner l’atmosphère de l’±đłć´Ç±č±ô˛ą˛ÔèłŮ±đ XO-3b. Ils ont observĂ© des saisons excentriques et mesurĂ© la vitesse des vents sur la planète en obtenant la courbe de phase de la planète durant une rĂ©volution complète autour de son Ă©toile hĂ´te.
Une orbite excentrique aux effets remarquables
« Cette planète est un cas extrĂŞmement intĂ©ressant pour l’étude de la dynamique de l’atmosphère et de l’évolution intĂ©rieure, car sa masse se situe dans une catĂ©gorie intermĂ©diaire oĂą les processus normalement nĂ©gligĂ©s pour des Jupiters chaudes moins massives pourraient entrer en jeu », explique , auteure principale d’un article publiĂ© rĂ©cemment dans The Astronomical Journal et doctorante au DĂ©partement de physique de l’UniversitĂ© ÎŰÎ۲ÝÝ®ĘÓƵ. « L’orbite de XO-3b est ovale et non circulaire comme c’est le cas de presque toutes les autres Jupiters chaudes connues. Cela donne Ă penser que cette planète a rĂ©cemment migrĂ© vers son Ă©toile. Si c’est le cas, son orbite deviendra un jour plus circulaire. »
L’orbite excentrique de la planète entraĂ®ne Ă©galement des variations saisonnières des centaines de fois plus intenses que sur la Terre. « La planète entière reçoit trois fois plus d’énergie quand elle est Ă proximitĂ© de son Ă©toile, durant un genre de court Ă©tĂ©, que lorsqu’elle est loin de son Ă©toile », indique Nicolas Cowan, professeur Ă l’UniversitĂ© ÎŰÎ۲ÝÝ®ĘÓƵ.
Les chercheurs ont également estimé de nouveau la masse et le rayon de la planète et découvert que cette dernière était étonnamment plus dilatée que ce à quoi ils s’attendaient. Ils avancent que ce réchauffement pourrait être dû aux restes d’une fusion nucléaire.
Une planète qui produit sa propre chaleur
Des observations réalisées dans le cadre de Gaia, une mission de l’Agence spatiale européenne, ont permis de découvrir que la planète était plus dilatée que ce à quoi on s’attendait, ce qui indique qu’elle pourrait être particulièrement énergétique à l’intérieur. Les observations réalisées au moyen du télescope Spitzer indiquent que la planète produit une grande partie de sa chaleur, car les émissions thermiques en surplus de XO-3b ne sont pas saisonnières; on les observe tout au long de l’année. Il est possible que l’excès de chaleur provienne de l’intérieur de la planète par l’entremise d’un processus d’échauffement par les forces de marée. La compression gravitationnelle exercée par l’étoile sur la planète oscille lorsque l’orbite oblongue éloigne puis rapproche la planète de l’étoile. Les variations de la pression intérieure qui en résultent produisent de la chaleur.
Cette Jupiter chaude inusitĂ©e, souligne Lisa Dang, permet aux scientifiques de mettre Ă l’épreuve des idĂ©es sur les processus de formation susceptibles de produire certaines caractĂ©ristiques de ces ±đłć´Ç±č±ô˛ą˛ÔèłŮ±đs. Par exemple, l’échauffement par forces de marĂ©e sur d’autres Jupiters chaudes pourrait-il Ă©galement ĂŞtre le signe d’une migration rĂ©cente? La planète XO-3b ne permettra pas Ă elle seule de rĂ©soudre ce mystère, mais elle sert d’importante mise Ă l’essai pour de nouvelles idĂ©es sur ces gĂ©antes incandescentes.
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ł˘â€™a°ůłŮľ±ł¦±ô±đ« Thermal Phase Curves of XO-3B: An Eccentric Hot Jupiter at the Deuterium Burning Limit », par Lisa Dang et coll., a Ă©tĂ© publiĂ© dans The Astronomical Journal. DOI : |
L’UniversitĂ© ÎŰÎ۲ÝÝ®ĘÓƵ
FondĂ©e en 1821 Ă MontrĂ©al, au QuĂ©bec, l’UniversitĂ© ÎŰÎ۲ÝÝ®ĘÓƵ figure au premier rang des universitĂ©s canadiennes offrant des programmes de mĂ©decine et de doctorat. AnnĂ©e après annĂ©e, elle se classe parmi les meilleures universitĂ©s au Canada et dans le monde. Établissement d’enseignement supĂ©rieur renommĂ© partout dans le monde, l’UniversitĂ© ÎŰÎ۲ÝÝ®ĘÓƵ exerce ses activitĂ©s de recherche dans trois campus, 11 facultĂ©s et 13 Ă©coles professionnelles; elle compte 300 programmes d’études et au-delĂ de 40 000 Ă©tudiants, dont plus de 10 200 aux cycles supĂ©rieurs. Elle accueille des Ă©tudiants originaires de plus de 150 pays, ses 12 800 Ă©tudiants internationaux reprĂ©sentant 31 % de sa population Ă©tudiante. Au-delĂ de la moitiĂ© des Ă©tudiants de l’UniversitĂ© ÎŰÎ۲ÝÝ®ĘÓƵ ont une langue maternelle autre que l’anglais, et environ 19 % sont francophones.
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