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WASP-189 b : La planète la plus chaude qu'on connaisse

Des scientifiques révèlent des détails sur les vents extrêmes et l'atmosphère de WASP-189 b.

F. Lesjak, L. Nortmann, D. Cont, F. Yan, A. Reiners, N. Piskunov, A. Hatzes, L. Boldt-Christmas, S. Czesla, A. Lavail, E. Nagel, A. D. Rains, M. Rengel, U. Seemann, D. Shulyak

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WASP-189 b : Conditions WASP-189 b : Conditions extrêmes révélées et l'atmosphère de WASP-189 b émergent. De nouvelles découvertes sur les winds
Table des matières

WASP-189 b, c'est un endroit fascinant. Imagine un géant gazeux tellement chaud qu'il pourrait rivaliser avec un four à pizza ! Cette planète orbite très près de son étoile, ce qui en fait un super exemple de ce que les scientifiques appellent un Jupiter ultra-chaud.

Qu'est-ce qui rend WASP-189 b si spécial ?

D'abord, qu'est-ce qui fait que cette planète se démarque ? Elle atteint des Températures au-dessus de 2000 K ! Pour te donner une idée, c'est plus chaud que beaucoup d'étoiles. À cause de sa chaleur extrême, on pense que l'Atmosphère est presque sans nuages, ce qui permet aux scientifiques d'étudier ses caractéristiques en détail.

Les Jupiter chauds comme WASP-189 b ont des différences de température entre le jour et la nuit très marquées. Ça crée des Vents super rapides dans l'atmosphère. Imagine les vents qu'on ressent sur Terre pendant une tempête, mais beaucoup plus forts et sous forme de jets ou de flux poussant des matériaux d'un côté à l'autre de la planète.

La mission pour étudier l'atmosphère de la planète

Pour mieux comprendre ces vents, les scientifiques ont utilisé un télescope spécial appelé CRIRES, conçu pour observer l'univers en lumière infrarouge. Ils se sont concentrés sur le côté jour de WASP-189 b pour voir ce qu'ils pourraient trouver.

Après avoir nettoyé les données en éliminant les Signaux indésirables des étoiles, les scientifiques ont cherché des signes de différentes molécules comme le monoxyde de carbone (CO) et le fer (Fe) dans l'atmosphère de la planète. Ils ont trouvé des signaux forts de ces molécules et même réussi à calculer comment ces gaz se comportaient sous les conditions extrêmes de la planète.

L'importance de la vitesse

Une des découvertes intéressantes de cette étude était la vitesse des vents. Ils ont détecté un changement notable dans la vitesse des signaux de CO et Fe, laissant penser que les vents filaient à environ 6 km/s à la surface de la planète. Cela suggère des vents rapides de jour à nuit, qui transportent des matériaux du côté ensoleillé vers le côté sombre et frais de la planète.

Vents à grande vitesse : qu'est-ce que ça signifie ?

Les données laissaient entendre qu'il y avait un vent fort de jour à nuit avec une vitesse impressionnante, mais il n'y avait pas assez de preuves pour confirmer un jet équatorial puissant. C'est un peu comme découvrir une voiture très rapide sans assez de données pour affirmer qu'il y a une piste de course impliquée. Les vents semblaient être responsables des décalages vers le rouge observés dans les données, ce qui se produit lorsque la lumière s'étire en longueurs d'onde plus longues.

Révéler les secrets de la planète

En analysant les motifs de température et de pression dans l'atmosphère, les scientifiques ont pu établir un modèle de comportement de l'atmosphère. Ils ont remarqué un profil de température-pression inversé, ce qui signifie que les températures augmentent à des altitudes plus élevées au lieu de diminuer comme on le voit sur Terre.

En termes simples, plus on monte dans l'atmosphère de WASP-189 b, plus il fait chaud ! Ça peut sembler un peu étrange, mais c'est à cause de la chaleur intense et de la radiation de l'étoile voisine.

La Chimie de WASP-189 b

Ensuite, ils se sont penchés sur la chimie. D'après ce qu'ils ont observé, il semble que la planète ait un ratio carbone-oxygène (C/O) similaire à celui de la Terre. Ils ont constaté que l'abondance des éléments lourds était plus élevée que dans l'étoile qu'elle orbite. Ça pourrait signifier que la planète s'est formée en accumulant du matériel glacé venant de plus loin dans le système solaire.

Dans leur quête pour découvrir la composition complète de l'atmosphère, les scientifiques ont cherché d'autres éléments qui pourraient leur en dire plus sur la planète. Cependant, la détection d'autres molécules comme l'eau a été difficile. Ça pourrait signifier qu'elles sont absentes ou simplement que les conditions les rendent difficiles à trouver.

Tirer des conclusions sur les vents

Au fur et à mesure que l'étude avançait, il est devenu évident que les vents jouaient un rôle crucial dans la formation des signaux observés. Les chercheurs ont abordé cela en développant un modèle qui incluait différents motifs de vents et leurs effets sur les spectres observés.

Ils ont finalement déterminé que l'atmosphère était principalement influencée par des vents rapides de jour à nuit. Bien que l'influence du jet équatorial soit beaucoup plus faible, ils ont tout de même pu conclure que de forts vents étaient une caractéristique déterminante de l'atmosphère de WASP-189 b.

Qu'est-ce qui attend WASP-189 b ?

Le voyage ne s'arrête pas là. Il reste encore beaucoup de questions sans réponse. Les scientifiques espèrent réaliser d'autres observations qui couvriront un plus large éventail de l'orbite de la planète. En recueillant plus de données au fil du temps, ils pourront avoir une image plus claire du comportement de l'atmosphère.

Combiner différents types d'observations pourrait aussi aider à combler les lacunes. Par exemple, observer l'atmosphère de la planète sous différents angles pourrait révéler plus d'infos sur sa dynamique et sa structure thermique.

Résumé des découvertes

Pour finir, voici ce qu'on a appris sur WASP-189 b :

  • C'est l'une des planètes les plus chaudes connues, ce qui en fait une cible excitante pour les scientifiques.
  • Les vents dans son atmosphère sont rapides, avec des flux notables de jour à nuit et un jet équatorial plus faible.
  • La température et la composition chimique nous en disent beaucoup sur son atmosphère unique.
  • Bien que beaucoup de choses aient été découvertes, il reste encore plus à explorer, et les futures études promettent d'éclairer cette exoplanète intrigante.

En gros, WASP-189 b, c'est comme une journée d'été torride qui déraille, et les scientifiques commencent à peine leur voyage pour comprendre ces vents fous !

Source originale

Titre: Retrieving wind properties from the ultra-hot dayside of WASP-189b with CRIRES$^+$

Résumé: The extreme temperature gradients from day- to nightside in the atmospheres of hot Jupiters generate fast winds in the form of equatorial jets or day-to-night flows. Observations of blue-shifted and red-shifted signals in the transmission and dayside spectra of WASP-189b have sparked discussions about the nature of winds on this planet. To investigate the structure of winds in the atmosphere of the ultra-hot Jupiter WASP-189b, we studied its dayside emission spectrum with CRIRES$^+$ in the spectral K band. We used the cross-correlation method to detect emission signals of CO and Fe, and employed a Bayesian framework to retrieve the atmospheric parameters relating to the temperature-pressure structure and chemistry. The retrieval incorporated a numerical model of the line profile influenced by various dynamic effects to determine the wind structure. The cross-correlation signals of CO and Fe showed a velocity offset of ~6km/s, which could be caused by a fast day-to-night wind in the atmosphere of WASP-189b. The atmospheric retrieval showed that the line profile of the observed spectra is best fitted by the presence of a day-to-night wind of 4.4km/s, while the retrieved equatorial jet velocity of 1.0km/s is consistent with the absence of such a jet. Such a wind pattern is consistent with the observed line broadening and can explain the majority of the velocity offset, while uncertainties in the ephemerides and the effects of a hot spot could also contribute to this offset. We further retrieved an inverted temperature-pressure profile and determined the C/O ratio and metallicity. We showed that red-shifts of a few km/s in the dayside spectra could be explained by day-to-night winds. Further studies combining transmission and dayside observations could advance our understanding of WASP-189b's atmospheric circulation by improving the uncertainties in the velocity offset and wind parameters.

Auteurs: F. Lesjak, L. Nortmann, D. Cont, F. Yan, A. Reiners, N. Piskunov, A. Hatzes, L. Boldt-Christmas, S. Czesla, A. Lavail, E. Nagel, A. D. Rains, M. Rengel, U. Seemann, D. Shulyak

Dernière mise à jour: 2024-11-29 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://arxiv.org/abs/2411.19662

Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2411.19662

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

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