Il a déjà réalisé un enregistrement inédit du Grand Nuage de Magellan et est même parvenu à observer un astéroïde, prouvant qu’il est aussi capable de capturer des objets en mouvement. Et regardez, le télescope spatial James Webb (JWST) n’a même pas encore vraiment commencé à fonctionner, étant dans les dernières étapes de l’étalonnage de ses instruments.
Lancé le 25 décembre 2021, le télescope James Webb n’a même pas commencé à faire de la science, en fait, et a déjà enregistré des images incroyables de l’univers. Image : muratart – Shutterstock
On estime que l’observatoire de nouvelle génération commencera à fournir de la science, en fait, à partir du second semestre de l’année. Parmi les investigations prévues figurent des études sur deux exoplanètes chaudes classées comme « super-Terres » en raison de leur taille et de leur composition rocheuse.
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L’un d’eux est 55 Cancri-e, également connu sous le nom de Janssen, qui orbite autour de l’étoile 55 Cancri, semblable à notre Soleil. L’autre, « LHS 3844 b », est une exoplanète en orbite autour de la naine rouge LHS 3844.
Les chercheurs formeront les spectrographes de haute précision du télescope sur ces cibles pour comprendre la diversité géologique des planètes à travers la galaxie et l’évolution des planètes rocheuses comme la Terre.
Illustration comparant les exoplanètes rocheuses LHS 3844 b et 55 Cancri e avec la Terre et Neptune. Crédit : NASA, ESA, CSA, Dani Player (STScI)
Orbitant à moins de 2,4 millions de km de son étoile hôte (un vingt-cinquième de la distance entre Mercure et le Soleil), 55 Cancri-e effectue un circuit en moins de 18 heures. Avec des températures de surface bien au-dessus du point de fusion des minéraux typiques formant des roches, le côté jour de la planète est supposé être recouvert d’océans de lave.
On pense que les planètes qui orbitent si près de leur étoile ont un côté faisant face en permanence à l’hôte. En conséquence, son point le plus chaud devrait être celui qui fait face le plus directement à l’étoile, et la quantité de chaleur provenant du côté jour ne devrait pas beaucoup changer avec le temps.
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Exoplanet 55 Cancri-e tem comportement inattendu
Mais cela ne semble pas être le cas. Les observations du télescope spatial Spitzer à la retraite de la NASA suggèrent que la région la plus chaude est décalée de la partie faisant face le plus directement à l’étoile, tandis que la quantité totale de chaleur détectée varie.
Une explication de ces observations est que la planète a une atmosphère dynamique qui déplace la chaleur. « 55 Cancri-e peut avoir une atmosphère épaisse dominée par l’oxygène ou l’azote », a expliqué Renyu Hu du Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA, qui dirige une équipe qui utilisera la caméra infrarouge proche (NIRCam) et l’instrument infrarouge. ) de Webb pour capturer le spectre des émissions thermiques du côté jour de la planète.
« S’il a une atmosphère, Webb a la sensibilité et la longueur d’onde pour le détecter et déterminer de quoi il est fait », a déclaré Hu.
Une autre possibilité intrigante, cependant, est que 55 Cancri-e n’a pas ce comportement de garder un visage verrouillé face à son étoile. Au lieu de cela, cela peut être comme Mercure, tournant trois fois toutes les deux orbites (ce que l’on appelle une résonance 3: 2). En conséquence, la planète aurait un cycle diurne.
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« Cela pourrait expliquer pourquoi la partie la plus chaude de la planète est déplacée », a expliqué Alexis Brandeker, chercheur à l’Université de Stockholm qui dirige une autre équipe qui étudie la planète. « Tout comme sur Terre, il faudrait du temps pour que la surface se réchauffe. L’heure la plus chaude de la journée serait l’après-midi, pas tout à fait midi.
L’équipe de Brandeker prévoit de tester cette hypothèse en utilisant NIRCam pour mesurer la chaleur émise par le côté lumineux de cette exoplanète au cours de quatre orbites différentes. S’il a une résonance de 3: 2, les scientifiques examineront chaque hémisphère deux fois et devraient être en mesure de détecter toute différence entre les hémisphères.
Dans un tel scénario, la surface chaufferait, fondrait et même se vaporiserait pendant la journée, formant une atmosphère très fine que Webb pourrait détecter. La nuit, la vapeur se refroidissait et se condensait pour former des gouttelettes de lave qui resurgiraient, redevenant solides à la tombée de la nuit.
Le télescope James Webb offrira de nouvelles perspectives sur les planètes semblables à la Terre
Comme 55 Cancri-e, LHS 3844 b orbite très près de son étoile, complétant son cycle en 11 heures. Cependant, comme son étoile est relativement petite et froide, la planète n’est pas assez chaude pour que la surface fonde. De plus, les observations indiquent qu’il est très peu probable que la planète ait une atmosphère substantielle.
S’il n’est pas possible d’enregistrer directement la surface de LHS 3844 b avec Webb, l’absence d’atmosphère permet d’étudier la surface par spectroscopie.
« Il s’avère que différents types de roches ont des spectres différents », a expliqué Laura Kreidberg de l’Institut Max Planck d’astronomie. « Vous pouvez voir que le granit est de couleur plus claire que le basalte. Il existe des différences similaires dans la lumière infrarouge émise par les roches.
L’équipe utilisera MIRI pour capturer le spectre d’émission thermique du côté jour de LHS 3844 b, puis le comparera aux spectres de roches connues telles que le basalte et le granite pour déterminer sa composition. Si la planète est volcaniquement active, le spectre pourrait également révéler la présence de traces de gaz volcaniques.
L’importance de ces observations va bien au-delà de seulement deux des plus de 5 000 exoplanètes confirmées. « Ils nous donneront de nouvelles perspectives fantastiques sur les planètes semblables à la Terre en général, nous aidant à comprendre à quoi la Terre primitive aurait pu ressembler quand il faisait chaud comme ces planètes le sont aujourd’hui », a déclaré Kreidberg.
Ces observations de 55 Cancri-e et LHS 3844 b seront menées dans le cadre du programme d’observations générales du cycle 1 de Webb, qui devrait commencer en juin.
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