Communiqué de presse

Des vents supersoniques extrêmes mesurés sur une planète hors du système solaire

21 janvier 2025

Des astronomes ont découvert des vents extrêmement puissants qui soufflent sur l'équateur de WASP-127b, une exoplanète géante. Atteignant une vitesse de 33 000 km/h, ces vents constituent le courant-jet le plus rapide de ce type jamais mesuré sur une planète. Cette découverte a été faite à l'aide du Very Large Telescope (VLT) de l'Observatoire Européen Austral (ESO) au Chili et fournit des informations uniques sur les conditions météorologiques d'un monde lointain.

Les tornades, les cyclones et les ouragans font des ravages sur Terre, mais des scientifiques ont désormais détecté des vents planétaires à une toute autre échelle, loin du système solaire. Depuis sa découverte en 2016, les astronomes étudient les conditions météorologiques de WASP-127b, une planète gazeuse géante située à plus de 500 années-lumière de la Terre. La planète est légèrement plus grande que Jupiter, mais n'a qu'une fraction de sa masse, ce qui la rend « bouffie ». Une équipe internationale d'astronomes vient de faire une découverte inattendue : des vents supersoniques font rage sur la planète.

« Une partie de l'atmosphère de cette planète se rapproche de nous à grande vitesse, tandis qu'une autre s'en éloigne à la même vitesse », explique Lisa Nortmann, scientifique à l'université de Göttingen, en Allemagne, et auteur principal de l'étude. « Ce signal nous montre qu'il existe un vent-jet supersonique très rapide autour de l'équateur de la planète ».

À 9 km par seconde (soit près de 33 000 km/h), les vents-jets se déplacent à une vitesse près de six fois supérieure à celle de la rotation de la planète [1]. « C'est quelque chose que nous n'avions jamais vu auparavant », déclare M. Nortmann. C'est le vent le plus rapide jamais mesuré dans un courant-jet qui tourne autour d'une planète. À titre de comparaison, le vent le plus rapide jamais mesuré dans le système solaire a été trouvé sur Neptune, se déplaçant à « seulement » 0,5 km par seconde (1800 km/h).

L'équipe, dont les travaux sont publiés aujourd'hui dans Astronomy & Astrophysics, a cartographié les conditions météorologiques et la composition de WASP-127b à l'aide de l'instrument CRIRES+ du VLT de l'ESO. En mesurant la façon dont la lumière de l'étoile hôte traverse la haute atmosphère de la planète, ils sont parvenus à retracer sa composition. Leurs résultats confirment la présence de vapeur d'eau et de molécules de monoxyde de carbone dans l'atmosphère de la planète. Mais lorsque l'équipe a suivi la vitesse de ce matériau dans l'atmosphère, elle a observé - à sa grande surprise - un double pic, indiquant qu'un côté de l'atmosphère se rapproche de nous et l'autre s'en éloigne à grande vitesse. Les chercheurs concluent que les puissants vents du courant-jet autour de l'équateur expliqueraient ce résultat inattendu.

L'équipe a également constaté que les pôles sont plus froids que le reste de la planète. Il existe également une légère différence de température entre les côtés matin et soir de WASP-127b. « Cela montre que la planète a des régimes climatiques complexes, tout comme la Terre et d'autres planètes de notre système », ajoute Fei Yan, coauteur de l'étude et professeur à l'Université des sciences et technologies de Chine.

Le domaine de la recherche sur les exoplanètes progresse rapidement. Il y a quelques années encore, les astronomes ne pouvaient mesurer que la masse et le rayon des planètes situées en dehors du système solaire. Aujourd'hui, des télescopes comme le VLT de l'ESO permettent déjà aux scientifiques de cartographier le climat de ces mondes lointains et d'analyser leur atmosphère. « Comprendre la dynamique de ces exoplanètes nous permet d'explorer des mécanismes tels que la redistribution de la chaleur et les processus chimiques, ce qui améliore notre compréhension de la formation des planètes et pourrait nous éclairer sur les origines de notre propre système solaire », explique David Cont, de l'université Ludwig Maximilian de Munich, en Allemagne, et coauteur de l'article.

Il est intéressant de noter qu'à l'heure actuelle, les études de ce type ne peuvent être réalisées que par des observatoires terrestres, car les instruments équipant actuellement les télescopes spatiaux n'ont pas la précision nécessaire en matière de vitesse. L'Extremely Large Telescope de l'ESO - qui est en construction près du VLT au Chili - et son instrument ANDES permettront aux chercheurs d'étudier encore plus en profondeur les conditions météorologiques des planètes lointaines. « Cela signifie que nous pourrons probablement résoudre des détails encore plus fins de la configuration des vents et étendre cette recherche à des planètes plus petites et rocheuses », conclut Lis Nortmann.

Notes

[1] Bien que l'équipe n'ait pas mesuré directement la vitesse de rotation de la planète, elle s'attend à ce que WASP-127b soit en rotation synchrone, ce qui signifie que la planète met autant de temps à tourner autour de son propre axe qu'à orbiter autour de son étoile. En connaissant la taille de la planète et le temps qu'elle met à tourner autour de son étoile, ils peuvent en déduire sa vitesse de rotation.

Plus d'informations

Cette recherche a été présentée dans l'article « CRIRES+ transmission spectroscopy of WASP-127b. Detection of the resolved signatures of a supersonic equatorial jet and cool poles in a hot planet », publié aujourd'hui dans Astronomy & Astrophysics (doi : 10.1051/0004-6361/202450438).

L'équipe est composée de L. Nortmann (Institut für Astrophysik und Geophysik, Georg-August-Universität, Göttingen, Germany [IAG]), F. Lesjak (IAG), F. Yan (Department of Astronomy, University of Science and Technology of China, Hefei, China), D. Cont (Universitäts-Sternwarte, Fakultät für Physik, Ludwig-Maximilians-Universität München, Germany; Exzellenzcluster Origins, Garching, Germany), S. Czesla (Thüringer Landessternwarte Tautenburg, Germany [TLS]), A. Lavail (Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie, Université de Toulouse, France), A. D. Rains (Department of Physics and Astronomy, Uppsala University, Sweden [Uppsala University]), E. Nagel (IAG), L. Boldt-Christmas (Uppsala University), A. Hatzes (TLS), A. Reiners (IAG), N. Piskunov (Uppsala University), O. Kochukhov (Uppsala University), U.Heiter (Uppsala University), D. Shulyak (Instituto de Astrofísica de Andalucía, Glorieta de la Astronomía, Spain), M. Rengel (Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung, Göttingen, Germany), and U. Seemann (European Southern Observatory, Garching, Germany).

L'Observatoire Européen Austral (ESO) permet aux scientifiques du monde entier de découvrir les secrets de l'Univers pour le bénéfice de tous. Nous concevons, construisons et exploitons des observatoires au sol de classe mondiale - que les astronomes utilisent pour s'attaquer à des questions passionnantes et transmettre la fascination de l'astronomie - et nous encourageons la collaboration internationale en astronomie. Créé en 1962 en tant qu'organisation intergouvernementale, l'ESO est aujourd'hui soutenu par 16 États membres (Allemagne, Autriche, Belgique, Danemark, Espagne, France, Finlande, Irlande, Italie, Pays-Bas, Pologne, Portugal, République tchèque, Royaume-Uni, Suède et Suisse), ainsi que par l'État hôte du Chili et l'Australie en tant que partenaire stratégique. Le siège de l'ESO ainsi que son centre d'accueil et son planétarium, l'ESO Supernova, sont situés près de Munich en Allemagne, tandis que le désert chilien d'Atacama, un endroit magnifique offrant des conditions uniques pour observer le ciel, accueille nos télescopes. L'ESO exploite trois sites d'observation : La Silla, Paranal et Chajnantor. À Paranal, l'ESO exploite le Very Large Telescope et son Very Large Telescope Interferometer, ainsi que des télescopes de sondage tel que VISTA. Toujours à Paranal, l'ESO accueillera et exploitera le Cherenkov Telescope Array South, l'observatoire de rayons gamma le plus grand et le plus sensible au monde. Avec ses partenaires internationaux, l'ESO exploite APEX et ALMA à Chajnantor, deux installations qui observent le ciel dans le domaine millimétrique et submillimétrique. Au Cerro Armazones, près de Paranal, nous construisons "le plus grand œil au monde tourné vers le ciel" - l'Extremely Large Telescope de l'ESO. Depuis nos bureaux de Santiago du Chili, nous soutenons nos opérations dans le pays et nous nous engageons auprès des partenaires et de la société chiliens.

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