Le télescope spatial James Webb a révélé que l’exoplanète TOI-561b, une super-Terre en orbite autour d’une étoile lointaine, est enveloppée dans une atmosphère remarquablement épaisse malgré sa chaleur extrême. Cette découverte remet en question les modèles existants d’atmosphères planétaires, en particulier pour les petits mondes exposés à un rayonnement stellaire intense.
Le monde brûlant de TOI-561b
TOI-561b est situé à 280,5 années-lumière dans la constellation des Sextans et orbite autour d’une étoile vieille de 10 milliards d’années, ce qui en fait l’un des plus anciens systèmes planétaires connus. Cette planète, d’environ 1,45 fois le rayon de la Terre et 3,2 fois sa masse, complète une orbite en seulement 0,44 jour. L’étoile sur laquelle elle orbite fait environ 80 % de la taille de notre Soleil, mais elle est nettement plus ancienne et contient moins de métaux. La densité de la planète est inférieure à celle attendue pour un monde rocheux, suggérant une composition unique ou une atmosphère inhabituellement gonflée.
Le mystère de l’atmosphère
Les planètes aussi proches de leurs étoiles perdent généralement rapidement leur atmosphère en raison des vents stellaires intenses et de la chaleur. Cependant, l’atmosphère de TOI-561b est non seulement présente, mais semble suffisamment importante pour refroidir considérablement la température diurne de la planète, passant de 2 700°C (4 900°F) à 1 800°C (3 200°F). Cela suggère une interaction complexe entre la surface en fusion de la planète et son enveloppe gazeuse.
Les chercheurs suggèrent que les vents forts dans l’atmosphère font circuler la chaleur du côté jour vers le côté nuit. La présence de gaz comme la vapeur d’eau et les nuages de silicate peut également jouer un rôle dans l’absorption des radiations et la réflexion de la lumière des étoiles, refroidissant ainsi davantage la planète.
Un équilibre volatil
“Nous avons vraiment besoin d’une atmosphère épaisse et riche en substances volatiles pour expliquer toutes les observations”, explique le Dr Anjali Piette, astronome à l’Université de Birmingham. L’équipe propose que la planète maintienne cette atmosphère grâce à un équilibre dynamique dans lequel les gaz sont continuellement libérés de l’océan magmatique dans l’atmosphère, mais sont également ramenés à l’intérieur de la planète. Cela pourrait expliquer comment TOI-561b conserve une atmosphère aussi importante malgré les conditions extrêmes.
Cette découverte met en évidence à quel point nous savons encore peu de choses sur l’évolution planétaire, en particulier pour des mondes différents du nôtre. TOI-561b est une « boule de lave humide » qui pourrait contenir des indices sur la formation planétaire dans des environnements pauvres en métaux, remettant en question les hypothèses sur ce qui rend une planète habitable, voire survivante.
L’étude, publiée dans The Astrophysical Journal Letters, ouvre de nouvelles voies pour étudier les atmosphères des exoplanètes ultrachaudes et affiner notre compréhension des atmosphères planétaires à travers la galaxie.
