Lorsque le télescope spatial James Webb commencera ses opérations scientifiques cet été, il sera utilisé pour étudier une grande variété d’objets astronomiques, des trous noirs supermassifs aux galaxies lointaines. L’un des grands objectifs scientifiques de Webb est d’en savoir plus sur les exoplanètes, ou les planètes en dehors de notre système solaire, et en particulier d’examiner les atmosphères des exoplanètes. Il est extrêmement difficile de dire si une exoplanète a une atmosphère ou de quoi cette atmosphère pourrait être composée à l’aide des télescopes actuels, mais les instruments sensibles de Webb seront capables de détecter ces atmosphères et d’en apprendre davantage sur les planètes lointaines, voire de trouver des mondes habitables.
L’un des chercheurs qui utilisera Webb pour analyser les atmosphères des exoplanètes, Knicole Colón, scientifique adjoint du projet Webb pour la science des exoplanètes, a partagé plus d’informations sur ce travail dans un récent article de blog de la NASA :
« Une observation spécifique d’exoplanètes qui sera effectuée avec Webb implique la collecte d’observations au cours de l’orbite d’une planète pour permettre des mesures de la composition et de la dynamique atmosphériques », écrit Colón. « Je suis impliqué dans un programme d’observation de la géante gazeuse HD 80606 b dans le cadre de la première année d’observations de Webb. Parce que l’orbite de HD 80606 b est extrêmement excentrique (non circulaire) et longue (111 jours), la quantité d’énergie reçue par la planète de son étoile varie d’environ 1 à 950 fois ce que la Terre reçoit du Soleil ! Cela se traduit par des variations de température extrêmes, qui devraient provoquer la formation et la dissipation rapides des nuages dans l’atmosphère de la planète sur des échelles de temps très courtes.
Pour en savoir plus sur ces variations atmosphériques dramatiques, l’équipe de Colón utilisera le spectrographe proche infrarouge de Webb ou l’instrument NIRSpec pour analyser la lumière provenant de la planète afin d’en savoir plus sur sa composition : « Notre équipe scientifique sondera ces dynamiques prédites des nuages en temps réel au cours d’une observation continue d’environ 18 heures de HD 80606 b alors qu’il passe derrière son étoile, en utilisant l’instrument NIRSpec sur Webb pour mesurer la lumière thermique de l’atmosphère de la planète.
En plus des géantes gazeuses comme HD 80606 b, dans son premier cycle de recherche, Webb examinera également les atmosphères de planètes terrestres ou semblables à la Terre, examinera les exoplanètes rocheuses chaudes couvertes de volcans, étudiera les disques de matière à partir desquels les planètes se forment, et regardez les mondes extrêmes proches de leurs étoiles hôtes appelées Jupiters chauds.
Cela s’appuie sur le travail effectué par les télescopes de chasse aux exoplanètes actuels comme le Transiting Exoplanet Survey Satellite, ou TESS, Colón écrit: «Avec TESS et d’autres enquêtes continuant à découvrir des planètes supplémentaires dans notre galaxie à un rythme régulier et Webb se préparant à étudier les atmosphères de beaucoup de ces mondes nouvellement découverts, nos aventures sur les exoplanètes ne font que commencer à bien des égards.
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