Parmi les quelque 5 500 exoplanètes découvertes à ce jour, les planètes de type “Jupiters Chauds” sont abondamment observées et caractérisées par des télescopes au sol et dans l’espace. L’objectif est de comprendre les mécanismes qui régissent leurs atmosphères.
Parmi la batterie d’instruments disponibles, le nouveau télescope spatial James Webb permet de sonder ces atmosphères, avec une précision et une couverture spectrale inégalées.
Ces planètes sont à courte période orbitale (quelques jours) et fortement irradiées. Leur particularité est de présenter toujours la même face à leur étoile (comme la Lune autour de la Terre). Ceci induit un très fort contraste thermique entre le côté jour permanent (entre 1000-1800℃) et le côté nuit permanent (entre 500-1300 ℃).
Un modèle climatique sur mesure
En complément des observations réalisées par le JWST, une équipe française incluant Lucas Teinturier, doctorant à l’Observatoire de Paris – PSL, a développé un Modèle de Climat Global (GCM). C’est un modèle numérique tridimensionnel de simulation des atmosphères planétaires. Inspiré de l’étude du climat terrestre, il permet d’interpréter les observations et ainsi de comprendre les processus physiques, dynamiques et chimiques à l’oeuvre dans ces atmosphères exotiques.
Aussi l’équipe scientifique s’est-elle concentrée sur la présence éventuelle de nuages sur le côté nuit de ces planètes, et leur impact sur la structure thermique et dynamique de l’atmosphère, ainsi que leurs effets sur les observations.
L’étude porte sur le cas d’un Jupiter Chaud, WASP-43 b, récemment observé par le Webb Telescope avec l’instrument MIRI-LRS, le spectromètre à basse résolution dans l’infrarouge moyen.
Les simulations numériques montrent que des nuages se forment naturellement sur le côté nuit de la planète, et ont un effet de serre réchauffant sur l’atmosphère. De plus, les nuages modifient la circulation atmosphérique, réduisant notamment la vitesse des vents.
La comparaison aux observations du Webb Telescope confirme la présence de nuage sur le côté nuit de la planète, mais uniquement sur cette face, et pas sur le côté jour.
Compte tenu des conditions de température régnant sur WASP-43 b, ces nuages devraient être composés de particules rocheuses, mais leur composition n’est pas encore clairement identifiée.
Référence
Ces travaux paraissent dans la revue Astronomy & Astrophysics sous le titre : "The radiative and dynamical impact of clouds in the atmosphere of the hot Jupiter WASP-43 b" par L. Teinturier, B. Charnay, A. Spiga, B. Bézard, J. Leconte, A. Mechineau, E. Ducrot, E. Millour, N. Clément.