Grâce à des investigations spectroscopiques menées avec le VLT, des scientifiques ont découvert du samarium sur une exoplanète. C’est de loin l’élément le plus lourd jamais identifié sur une exoplanète. Le rubidium a également été trouvé pour la première fois.
Vue d’artiste d’une exoplanète chaude de Jupiter. Crédit : ESA/Hubble
Le samarium (Sm), un élément chimique des terres rares de numéro atomique 62, a été trouvé dans l’atmosphère d’une exoplanète située à plus de 550 années-lumière de la Terre. C’est de loin l’élément le plus lourd jamais trouvé sur une exoplanète. Les scientifiques, grâce à des investigations spectroscopiques, ont également détecté du rubidium (Rb), un métal alcalin de numéro atomique 37. Les deux éléments ont été découverts pour la première fois dans une exoplanète, plus précisément MASCARA-4b, une « ultra chaude » de masse 3,1 fois supérieure. celle de Jupiter et une température de surface d’équilibre d’environ 2000°C.
Pour découvrir le samarium et le rubidium pour la première fois dans l’atmosphère d’une exoplanète, une équipe de recherche chinoise dirigée par des scientifiques du Laboratoire d’astronomie optique – Observatoires astronomiques nationaux de l’Académie chinoise des sciences, a collaboré étroitement avec des collègues de l’École d’astronomie. et les sciences spatiales et le Centre sud-américain d’astronomie. Les chercheurs, coordonnés par le professeur Wei Wang, ont détecté les éléments chimiques en pointant l’exoplanète chaude avec le Very Large Telescope (VLT) de l’Observatoire européen austral (ESO). Il s’agit d’un système composé de quatre télescopes à réflexion situés sur le Cerro Paranal à plus de 2 600 mètres d’altitude, au cœur du désert aride d’Atacama au Chili.
Grâce aux instruments équipés sur les télescopes, les scientifiques peuvent analyser les spectres de la lumière réfléchie par la planète et déterminer quels éléments composent son atmosphère. Wang et ses collègues ont identifié du calcium, du magnésium, du chrome, du fer, du titane, du baryum et peut-être même du scandium dans MASCARA-4b, en plus des deux samarium et rubidium non publiés. Quant au samarium, c’est le premier élément de la série des lanthanides et, comme indiqué, c’est le plus lourd jamais trouvé dans l’atmosphère d’une exoplanète.
Précisément à cause de sa lourdeur, il est plutôt intéressant qu’il ait été détecté par le VLT. « Chaque étoile et planète devrait contenir ces éléments dès sa naissance. La question est de savoir pourquoi ils sont si abondants qu’ils sont détectés », a déclaré le Dr Wei Wang au New Scientist. « Compte tenu de leur grand numéro atomique, ils devraient généralement résider dans des régions à haute pression à basse altitude et ne pas être faciles à détecter », a-t-il déclaré.
Le rubidium, qui est alcalin comme le sodium et le potassium, est un élément très réactif – notamment avec l’eau – et peut déclencher des incendies au contact de l’air. Il est assez commun dans le sol et les roches, bien qu’on ne le trouve jamais sous forme libre. Le samarium, avec son aspect argenté, est également contenu dans de nombreux minéraux et est commun dans la croûte terrestre. La découverte du titane a également été importante, ce qui suggère la faible présence d’oxygène. Les chercheurs ont besoin d’investigations plus approfondies pour déterminer les rapports d’abondance des différents éléments identifiés et mieux comprendre leur rôle dans les atmosphères des Jupiters ultra-chauds tels que MASCARA-4b.
La planète brûlante, qui orbite à 0,047 unité astronomique (UA) de son étoile mère, est si proche qu’il ne faut que 2,8 jours terrestres pour faire une révolution complète ; cela indique qu’un an sur ce monde extraterrestre dure moins de trois jours. Les détails de la recherche « Détection de rubidium et de samarium dans l’atmosphère du Jupiter ultra-chaud MASCARA-4b » ont été publiés sur la base de données en ligne ArXiv.
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