Hubble regarde une exoplanète extrême être dépouillée par son étoile

31 juillet 2023 Hibou Gourou

Parmi les nombreuses exoplanètes étranges découvertes à ce jour, l'une des plus extrêmes doit être un monde appelé AU Mic b. Cette planète de la taille de Neptune orbite suffisamment près de son étoile pour qu'une année y dure un peu plus d'une semaine, et elle est bombardée par des éruptions dramatiques de son étoile hôte qui cuisent la planète avec des radiations.

Récemment, Hubble a observé ce système pour en savoir plus sur la relation entre l'exoplanète et son étoile, techniquement appelée AU Microscopii. L'atmosphère d'hydrogène de la planète est soufflée par le rayonnement de l'étoile, mais il y avait des découvertes déroutantes qui semblaient montrer qu'aucune atmosphère n'était perdue à certains moments, mais des quantités importantes d'atmosphère étaient perdues à d'autres moments.

Cette illustration d'artiste montre une planète (silhouette sombre) passant devant l'étoile naine rouge AU Microscopii. La planète est si proche de l'étoile éruptive qu'un souffle féroce de vent stellaire et un rayonnement ultraviolet brûlant chauffent l'atmosphère d'hydrogène de la planète, la faisant s'échapper dans l'espace. Quatre fois le diamètre de la Terre, la planète évapore lentement son atmosphère, qui s'étend linéairement le long de sa trajectoire orbitale. Ce processus peut éventuellement laisser derrière lui un noyau rocheux. L'illustration est basée sur des mesures effectuées par le télescope spatial Hubble. NASA, ESA, Joseph Olmsted (STScI)

"Nous n'avons jamais vu l'évasion atmosphérique passer de complètement indétectable à très détectable sur une période aussi courte lorsqu'une planète passe devant son étoile", a déclaré le chercheur principal Keighley Rockcliffe du Dartmouth College dans un communiqué . « Nous nous attendions vraiment à quelque chose de très prévisible, reproductible. Mais ça s'est avéré bizarre. Quand j'ai vu ça pour la première fois, j'ai pensé: "Ça ne peut pas être vrai."

Cette étrange variabilité pourrait être due à des changements dans les éruptions émises par l'étoile. L'étoile est très jeune pour accueillir des planètes, à moins de 100 millions d'années, et ses éruptions sont causées par l'interaction des champs magnétiques et de l'atmosphère stellaire. Cela crée un effet de vent stellaire extrême qui emporte l'atmosphère de la planète voisine.

Les chercheurs suggèrent que l'étrange variation de la perte atmosphérique de la planète pourrait être due à une éruption solaire particulièrement forte survenue peu de temps avant que Hubble ne prenne ses mesures, ce qui aurait pu ioniser l'hydrogène provenant de la planète, le rendant invisible aux instruments de Hubble. Ou il se pourrait que les vents stellaires fassent effectivement varier considérablement la perte atmosphérique.

Les chercheurs souhaitent en savoir plus sur le comportement des exoplanètes dans des environnements de rayonnement extrêmes comme celui-ci.

« Nous voulons découvrir quels types de planètes peuvent survivre à ces environnements. À quoi ressembleront-ils enfin lorsque la star s'installera ? Et y aurait-il éventuellement une chance d'habitabilité, ou finiront-ils par être simplement des planètes brûlées ? » dit Rockcliffe. « Est-ce qu'ils finissent par perdre la plupart de leurs atmosphères et que leurs noyaux survivants deviennent des super-Terres ? Nous ne savons pas vraiment à quoi ressemblent ces compositions finales car nous n'avons rien de tel dans notre système solaire.

La recherche est publiée dans The Astronomical Journal .