Super bizarre

Aug 12, 2023

La molécule d'hydrure de chrome se trouve généralement dans les étoiles, mais a été découverte dans l'atmosphère de la chaude Jupiter WASP-31b, qui est l'une des exoplanètes les plus légères jamais observées.

Les astronomes ont découvert pour la première fois une molécule rare, sensible à la température, généralement associée aux étoiles dans l’atmosphère d’une exoplanète.

L'hydrure de chrome « molécule de thermomètre » est abondant dans une plage étroite de températures comprises entre 1 700 degrés Fahrenheit et 3 140 degrés Fahrenheit (926 à 1 730 degrés Celsius). Il a été découvert dans l'atmosphère de l'exoplanète « Jupiter chaud » WASP-17b, qui orbite autour d'une étoile de type F située à environ 1 250 années-lumière de la Terre.

La découverte d’un tel hydrure métallique – un métal lié à l’hydrogène pour former un nouveau composé – dans l’atmosphère d’une planète extraterrestre pourrait permettre aux scientifiques d’évaluer d’une nouvelle manière les températures des mondes extérieurs au système solaire.

"Les molécules d'hydrure de chrome sont très sensibles à la température", a déclaré l'auteur principal de la recherche, Laura Flagg, associée de recherche à l'Université Cornell de New York, dans un communiqué. "À des températures plus chaudes, vous ne voyez que du chrome. Et à des températures plus basses, il se transforme en d'autres choses. Il n'y a donc qu'une plage de températures spécifique où l'hydrure de chrome est observé en grande abondance."

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Découverte en 2010, WASP-17b était déjà connue pour être une exoplanète assez extraordinaire et extrême avant que l’équipe ne découvre de l’hydrure de chrome dans son atmosphère. La chaude Jupiter est située à seulement 4,3 millions de miles (6,9 millions de kilomètres) de son étoile mère, si proche qu'elle termine une orbite en seulement 3,4 jours terrestres.

Cette proximité avec l'étoile hôte, appelée WASP-17, provoque des températures extrêmes sur le chaud Jupiter d'environ 2 060 degrés Fahrenheit (1 130 degrés Celsius), comme l'ont confirmé Flagg et son équipe. Cette température est idéale pour héberger des molécules d’hydrure de chrome.

La température extrême de WASP -17b a une autre conséquence : elle fait gonfler l'atmosphère de la géante gazeuse. Cela signifie que, bien qu'elle ait une masse inférieure à la moitié de celle de Jupiter, Wasp-17b est plus de 1,5 fois plus large que notre planète. la plus grande planète du système solaire. Cela donne à Wasp-17b une densité d’environ 13 % de celle de Jupiter, soit environ 0,17 gramme par centimètre cube.

À titre de comparaison, une guimauve a une densité de 0,21 gramme par centimètre cube. Ainsi, WASP-17b, l’une des exoplanètes les plus légères jamais découvertes, est en réalité moins dense qu’une guimauve.

L’équipe d’astronomes a repéré de l’hydrure de chrome dans l’atmosphère de WASP-17b en utilisant la spectroscopie à haute résolution. Les éléments et les composés chimiques absorbent la lumière à des longueurs d’onde spécifiques, laissant leurs empreintes caractéristiques dans le spectre de la lumière provenant d’une étoile, qui peuvent être évaluées par spectroscopie.

Flagg et ses collègues ont comparé les spectres de lumière provenant d'une étoile lorsque ses planètes en orbite étaient à ses côtés aux spectres provenant de l'étoile lorsque la planète traverse ou traverse sa face. Dans ce deuxième cas, la lumière de l'étoile doit traverser l'atmosphère de la planète en transit, et ainsi, l'équipe peut repérer les empreintes digitales qui n'étaient pas présentes dans les spectres de lumière collectés sur l'étoile seule. Cela indique à l'équipe lesquels de ces éléments et composés existent dans l'atmosphère de la planète.

"Une résolution spectrale élevée signifie que nous disposons d'informations de longueur d'onde très précises", a déclaré Flagg. "Nous pouvons obtenir des milliers de raies différentes. Nous les combinons à l'aide de diverses méthodes statistiques, en utilisant un modèle - une idée approximative de ce à quoi ressemble le spectre - et nous le comparons aux données, et nous les faisons correspondre. Si cela correspond bien, il y a un signal.

"Nous essayons tous les différents modèles et, dans ce cas, le modèle à hydrure de chrome a produit un signal."

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