Imaginez un monde où les nuages sont faits de métal et où des rubis et autres saphirs pleuvent du ciel. D’après une récente analyse de l’atmosphère nocturne de l’exoplanète WASP-121 b, cela pourrait être la réalité. Les détails de l’étude sont publiés dans Nature Communication.
La « face cachée » d’un Jupiter chaud
En 2015, des astronomes annonçaient la découverte d’une nouvelle planète nommée WASP-121 b, à 880 années-lumière de la Terre. Cette planète est ce qu’on appelle un « Jupiter chaud« , une classe de géantes gazeuses ayant des similitudes physiques avec Jupiter, mais évoluant si près de leur étoile qu’elles ne leur montrent qu’une seule face (verrouillage des marées, comme la Lune avec la Terre). WASP-121 b ne déroge pas à cette règle.
Dans le cadre d’une étude récente, des chercheurs se sont appuyés sur Hubble pour effectuer la première mesure détaillée de l’atmosphère du côté nocturne de la planète. Côté jour, la haute atmosphère de WASP-121 b peut atteindre des températures d’environ trois mille degrés Celsius, si bien que les métaux et les minéraux s’évaporent. Du côté nocturne, l’équipe a en revanche découvert que les températures atmosphériques étaient réduites de moitié.
Cette différence de températures favorise la formation de vents forts d’ouest en est autour de la planète, entraînant les molécules d’eau décomposées à travers l’atmosphère du côté jour vers le côté nuit. Séparés en atomes d’hydrogène et d’oxygène, ces atomes exposés à des températures plus « fraîches » se combinent à nouveau pour former de la vapeur. Celle-ci est ensuite ramenée vers le côté du jour par les vents et le cycle continue.
Cela dit, les températures du côté nocturne ne sont jamais assez basses pour que des nuages d’eau se forment au cours de ce cycle. Toutefois, cela ne signifie pas que les nuages ne se forment pas du tout.
Nuages métalliques et pluies de pierres précieuses ?
Des données précédentes avaient déjà montré des signes de métaux tels que le fer, le magnésium, le chrome et le vanadium existant dans l’atmosphère la planète. Dans cette étude, les chercheurs ont découvert qu’il fait suffisamment froid du côté nocturne pour que ces métaux se condensent en nuages. Et tout comme la vapeur d’eau, ces nuages de métal sont régulièrement soufflés du côté jour de la planète où ils s’évaporeront, avant de se condenser à nouveau du côté nocturne, et ainsi de suite. Enfin, les nuages métalliques ne sont pas le seul phénomène étrange en cours du côté nuit. D’après les auteurs, des « pluies de gemmes liquides » pourraient également se former.
Les scientifiques ont en effet été surpris de constater l’absence d’aluminium dans l’atmosphère de la planète. D’après eux, cela pourrait s’expliquer par la condensation des pluies des métaux dans les niveaux inférieurs de l’atmosphère, en dehors de la portée des observations. Cette vapeur métallique verrait alors l’aluminium se condenser avec l’oxygène, formant du corindon. Or, selon le communiqué, il s’agit d’un composé métallique qui formerait ce que nous connaissons sur Terre sous le nom de rubis ou de saphirs lorsqu’il est contaminé par d’autres métaux susceptibles d’être présents dans l’atmosphère de la planète.
« C’est passionnant d’étudier des planètes comme WASP-121b qui sont très différentes de celles de notre Système solaire. Ces dernières nous permettent en effet de voir comment les atmosphères se comportent dans des conditions extrêmes« , souligne Joanna Barstow, de l’Open University (Royaume-Uni).
Ces travaux apportent donc un nouvel éclairage sur la dynamique atmosphérique en cours sur la face nocturne d’un Jupiter chaud. Toutefois, il reste encore beaucoup à apprendre. Pour ce faire, l’équipe prévoit d’explorer davantage cette exoplanète avec le James Webb Telescope au cours de la première année de son fonctionnement.
