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De nouvelles perspectives sur les saisons sur une planète en dehors de notre système solaire | rédaction

XO-3b, un Jupiter chaud en orbite excentrique. Crédit : NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (IPAC)

Imaginez que vous êtes dans un endroit où le vent est si fort qu’il se déplace à la vitesse du son. Ce n’est qu’un aspect de l’atmosphère de XO-3b, un aspect d’une classe planètes extérieures (planètes en dehors de notre système solaire), appelées Jupiters chaudes. L’orbite excentrique de la planète entraîne également des variations saisonnières des centaines de fois plus fortes que ce que nous voyons sur Terre. Dans un article récent, une équipe de recherche dirigée par McGill fournit un nouvel aperçu de ce à quoi ressemblent les saisons sur une planète en dehors de notre système solaire. Les chercheurs suggèrent également que l’orbite elliptique, les températures de surface très élevées (2000°C – assez chaudes pour vaporiser les roches) et le « renflement » de XO-3b révèlent des traces de l’histoire de la planète. Les résultats sont susceptibles de faire progresser la compréhension scientifique de la formation et de l’évolution des exoplanètes et de donner un certain contexte aux planètes de notre système solaire.

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Les Jupiters chauds sont d’énormes mondes gazeux comme Jupiter, qui orbitent davantage autour de leurs étoiles mères que Mercure ne le fait vers le Soleil. Bien qu’il ne se trouve pas dans notre système solaire, il semble être courant dans toute la galaxie. Bien qu’il s’agisse du type d’exoplanète le plus étudié, des questions majeures subsistent quant à sa formation. Pourrait-il y avoir des sous-catégories de Jupiters chauds avec différentes histoires de formation ? Par exemple, ces planètes se forment-elles loin de leurs étoiles mères – à une distance où il fait suffisamment froid pour que des particules comme l’eau deviennent solides – ou plus près. Le premier scénario correspond le mieux aux théories sur la naissance des planètes dans notre système solaire, mais ce qui pourrait inciter ces types de planètes à migrer près de leurs étoiles mères reste incertain.

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Pour tester ces idées, les auteurs d’une étude récente menée par McGill ont utilisé des données de la NASA retraité و Le télescope spatial Spitzer pour observer l’atmosphère de l’exoplanète XO-3b. Ils ont observé des saisons excentriques et mesuré la vitesse du vent de la planète en obtenant la courbe de phase de la planète alors qu’elle effectuait une révolution complète autour de son étoile hôte.

Tenir compte de la dynamique atmosphérique et de l’évolution interne

« Cette planète est une étude de cas très intéressante de la dynamique atmosphérique et de l’évolution interne, car elle se situe dans un système intermédiaire de masse planétaire où des processus normalement négligés pourraient se produire pour des Jupiters moins denses. » Lisa Dang, premier auteur d’un article de recherche récemment publié dans Journal astronomiqueÉtudiant au doctorat au Département de physique de l’Université McGill. « XO-3b a une orbite elliptique plutôt que circulaire de presque tous les Jupiter chauds connus. Cela indique qu’il a récemment migré vers son étoile mère; si c’est le cas, il finira par s’installer sur une orbite plus circulaire. »

L’orbite excentrique de la planète entraîne également des variations saisonnières des centaines de fois plus fortes que ce que nous voyons sur Terre. « La planète entière reçoit trois fois plus d’énergie lorsqu’elle est proche de son étoile pendant une courte période d’été, par rapport à lorsqu’elle est loin de l’étoile », explique Nicholas Cowan, professeur à l’Université McGill.

Les chercheurs ont également réestimé la masse et le rayon de la planète et ont découvert que la planète était soudainement plus gonflée que prévu. Ils suggèrent qu’une source possible de cet échauffement pourrait être les résidus de fusion nucléaire.

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Chaleur excessive et ballonnements dus au réchauffement des marées ?

Les observations de Gaia, une mission de l’Agence spatiale européenne (ESA), ont révélé que la planète est plus gonflée que prévu, suggérant que son intérieur pourrait être particulièrement énergétique. Les observations de Spitzer indiquent également que la planète produit une grande partie de sa propre chaleur parce que les émissions de chaleur excessives de XO-3b ne sont pas saisonnières – observées toute l’année sur XO-3b. La chaleur supplémentaire provient probablement de l’intérieur de la planète, par le biais d’un processus appelé réchauffement des marées. La pression gravitationnelle de l’étoile sur la planète oscille à mesure que l’orbite allongée amène la planète plus loin puis plus près de l’étoile. Les changements de pression interne qui en résultent produisent de la chaleur.

Pour Dang, ce Jupiter inhabituellement chaud offre l’occasion de tester des idées sur les processus de formation qui pourraient produire certaines propriétés de ces exoplanètes. Par exemple, le réchauffement des marées sur d’autres Jupiters chauds pourrait-il également être un signe de migration récente ? XO-3b à lui seul ne révélera pas le mystère, mais il sert de test important pour les idées émergentes sur ces géants flamboyants.

sur les études

« Courbes de phase thermique de XO-3B : Jupiter excentrique chaud à la limite de combustion du deutérium » par Lisa Dang et al. dans The Astronomical Journal.

DOI : 10.3847 / 1538-3881 / ac365f

À propos de l’Université McGill

Fondée à Montréal, au Québec, en 1821, l’Université McGill est la meilleure université de médecine au Canada. McGill a toujours été classée parmi les meilleures universités, tant à l’échelle nationale qu’internationale. C’est un établissement d’enseignement supérieur de renommée mondiale avec des activités de recherche couvrant trois campus, 11 collèges, 13 écoles professionnelles, 300 programmes d’études et plus de 40 000 étudiants, dont plus de 10 200 étudiants diplômés. McGill attire des étudiants de plus de 150 pays à travers le monde, et ses 12 800 étudiants internationaux représentent 31 % du corps étudiant. Plus de la moitié des étudiants de McGill affirment que leur langue maternelle n’est pas l’anglais, y compris environ 19 % de nos étudiants qui disent que le français est leur langue maternelle.

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