Emirates Agence Nouvelles – Un scientifique du NYUAD participe à la première détection de dioxyde de carbone dans l’atmosphère d’une exoplanète par le télescope spatial James Webb

ABOU DHABI, 26 août 2022 (WAM) – Jasmina Blecic, scientifique à l’Université de New York d’Abou Dhabi (NYUAD), est membre de l’équipe scientifique de libération précoce du télescope spatial James Webb (JWST), et leur effort conjoint est le premier pour détecter le dioxyde de carbone dans l’atmosphère des planètes en dehors de notre système solaire. conduit à la détermination finale.

Cette découverte a été publiée en ligne et sera publiée dans la revue “Nature”.

Le télescope spatial James Webb de la NASA a capturé un arc-en-ciel incroyablement détaillé de lumière stellaire dans le proche infrarouge filtrant à travers l’atmosphère d’une géante de gaz chaud à 700 années-lumière. D’après une série de mesures réalisées à l’aide du Webb Near Infrared Spectrograph et analysées par des dizaines de scientifiques, le spectre de transmission de l’exoplanète WASP-39 b est l’astuce numéro un parmi les premières. La première observation scientifique officielle de Webb d’une exoplanète, le premier spectre détaillé d’une exoplanète couvrant la gamme de couleurs proche infrarouge et la première preuve incontestable de dioxyde de carbone dans l’atmosphère d’une planète en orbite autour d’une étoile lointaine. Les résultats démontrent la capacité de Webb à détecter des molécules critiques telles que le dioxyde de carbone sur un grand nombre d’exoplanètes, y compris des planètes plus petites, plus froides et rocheuses, et donnent un aperçu de la composition, de la formation et de l’évolution des planètes dans la galaxie.

WASP-39 b est une géante gazeuse chaude avec environ un quart de la masse de Jupiter (la même que Saturne) et un diamètre 1,3 fois celui de Jupiter. Son ballonnement extrême est en partie lié à sa température élevée (environ 1600 degrés Fahrenheit ou 900 Celsius). Contrairement aux géantes gazeuses plus froides et plus compactes de notre système solaire, WASP-39 b orbite très près de son étoile, effectuant un circuit en un peu plus de quatre jours terrestres, soit seulement un huitième de la distance entre le Soleil et Mercure. La découverte de la planète, annoncée en 2011, était basée sur des détections au sol d’une gradation subtile et périodique de l’étoile hôte lorsque la planète transite ou passe devant l’étoile.

Les observations précédentes d’autres télescopes, dont les télescopes spatiaux Hubble et Spitzer de la NASA, ont révélé la présence de vapeur d’eau, de sodium et de potassium dans l’atmosphère de la planète. La sensibilité infrarouge unique de Webb a confirmé la présence de dioxyde de carbone sur cette planète.

Les planètes en transit, telles que WASP-39 b, dont les orbites sont vues du bord plutôt que d’en haut, peuvent fournir aux chercheurs des opportunités idéales pour sonder l’atmosphère de la planète. Pendant le transit, une partie de la lumière des étoiles est complètement ombragée par la planète (provoquant une atténuation générale) et une partie est transmise à travers l’atmosphère de la planète. Blecic, avec Ian Dobbs-Dixon, PI dans le groupe de recherche sur les exoplanètes à NYUAD, se spécialise dans l’utilisation des observations de transits tels que les températures, la composition, la dynamique et les nuages ​​pour découvrir les nombreux secrets cachés dans les atmosphères exoplanétaires. La structure chimique de l’atmosphère est particulièrement intéressante. Étant donné que différents gaz absorbent différentes combinaisons de couleurs, de petites différences dans la luminosité de la lumière transmise à travers le spectre de longueur d’onde peuvent être analysées pour déterminer la composition de l’atmosphère.

Dans le cas de WASP-39 b, la combinaison de son atmosphère gonflée et de ses transits fréquents en a fait une cible idéale pour la spectroscopie de transmission et choisie pour les observations dans les premiers mois après le lancement de JWST. L’équipe de recherche a utilisé le spectrographe proche infrarouge de Webb (NIRSpec) pour observer WASP-39b. Un petit pic entre 4,1 et 4,6 microns dans le spectre nouvellement formé de l’atmosphère d’une exoplanète fournit la première preuve claire et détaillée de dioxyde de carbone jamais détectée sur une exoplanète. Jamais auparavant l’observatoire n’avait mesuré des différences aussi subtiles dans la luminosité de tant de couleurs individuelles dans la gamme de 3 à 5,5 microns du spectre de transmission d’une exoplanète.

“La détection d’un signal de dioxyde de carbone aussi clair dans WASP-39 b est de bon augure pour la détection d’atmosphères sur des planètes mineures de la taille de la Terre”, a déclaré Natalie Batalha de l’Université de Californie à Santa Cruz. Il a dit.

“Les molécules de dioxyde de carbone sont des traceurs sensibles de l’histoire d’origine de la planète”, a déclaré Mike Line de l’Arizona State University, un autre membre de l’équipe de recherche. Il a dit.

Cette observation de prisme NIRSpec par WASP-39 b n’est qu’une partie d’une enquête plus large qui comprend des observations de la planète par plusieurs instruments Webb et des observations de deux autres planètes en transit. De plus, Blecic est co-chercheur dans tous ces projets et participe activement à la modélisation de leur atmosphère.

La recherche, qui fait partie du programme Early Release Science, est conçue pour fournir à la communauté de recherche sur les exoplanètes des données Webb solides dès que possible.

“L’objectif est d’analyser rapidement les observations de Early Release Science et de développer des outils open source pour la communauté scientifique”, a déclaré Vivien Parmentier, co-chercheur à l’Université d’Oxford.

“Cela permet des contributions du monde entier et garantit que la meilleure science possible émerge des observations au cours des prochaines décennies.” Il a dit.

Blecic, avec Dobbs-Dixon et Mohamad Ali-Dib, chercheur au NYUAD et co-chercheur sur la deuxième proposition JWST, développe actuellement des modèles atmosphériques complets pour l’analyse multidimensionnelle des atmosphères exoplanétaires à l’aide des observations JWST. Leurs modèles sont les premiers de la communauté des exoplanètes à combiner des principes physiques intrinsèques et des observations JWST avec des techniques avancées d’apprentissage automatique et une architecture GPU pour mieux comprendre la structure 3D complexe de l’atmosphère. Malheureusement, ces modèles de pointe n’atteindraient pas leur plein potentiel sans la haute résolution et la couverture en longueur d’onde des observations disponibles uniquement avec JWST.

Le télescope spatial James Webb est le premier observatoire mondial pour les sciences spatiales. Le télescope percera les mystères de notre système solaire, regardera au-delà des mondes lointains autour d’autres étoiles et examinera les structures mystérieuses de notre univers, ses origines et notre place dans celui-ci. Webb est un programme international géré par la NASA en collaboration avec ses partenaires l’ESA (Agence spatiale européenne) et l’Agence spatiale canadienne.

Traductrice : Esmeralda Angun.

http://wam.ae/en/details/1395303077803

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