JWST - Etudes exoplanetaires

**Deedee81** · 14/10/2022, 07h05

Salut,

+1 avec JPL

Mon collègue et covoitureur l'a vu et m'en a parlé pendant tout le trajet. De ce qu'il m'en a raconté je ne peux que conseillé de le voir en (re)diffusion ou sur le net si c'est possible.

**tezcatlipoca** · 26/10/2022, 15h27

Bonsoir,

Dans un article de Laurent Sacco, la planétologue Joanna Barstow s'exprime sur la détection de biosignatures dans les atmosphères exoplanétaires par le JWST :

https://www.futura-sciences.com/scie...s-webb-101471/

**Deedee81** · 27/10/2022, 06h43

Salut,

Excellent article. Merci pour ce lien. Les signes sont rares mais c'est quand même fort intéressant et caractéristique... et j'ai appris des trucs. Vivement que le JWST nous donne les spectres de nombreux "candidats". Qui sait. Croisons les doigts.

**tezcatlipoca** · 27/10/2022, 15h49

Salut à toi,

Excellent article. Merci pour ce lien.

Cela n'a pas été simple de le trouver !

Les signes sont rares mais c'est quand même fort intéressant et caractéristique... et j'ai appris des trucs. Vivement que le JWST nous donne les spectres de nombreux "candidats". Qui sait. Croisons les doigts.

Attention, il faudra rester prudent ! Attendre même des publications référencées...

**Deedee81** · 28/10/2022, 06h40

Salut,

Envoyé par tezcatlipoca

Attention, il faudra rester prudent ! Attendre même des publications référencées...

Dès qu'on touche à ce domaine.... le premier indice léger et même pas confirmé et on va être inondé.... de ET ??? .... non, de AT, d'actus tapageuses

**tezcatlipoca** · 17/11/2022, 13h45

Bonjour,

L'instrument NIRCam de Webb montre le début de l'évolution d'une protoétoile

Le 16 novembre 2022

https://esawebb.org/news/weic2219/

La protoétoile elle-même est cachée à la jonction des deux réservoirs du "sablier". La tranche d'un disque protoplanétaire est vu comme une petite ligne sombre à cet endroit. La lumière de la protoétoile diffuse au-dessus et au-dessous de ce disque, éclairant les nuages de gaz et de poussière environnants.

https://cdn.esawebb.org/archives/ima.../weic2219a.jpg

Le télescope spatial James Webb a révélé les caractéristiques jusqu'alors cachées de la protoétoile L1527 dans un nuage interstellaire, avec sa caméra proche infrarouge (NIRCam), nous en donnant un bel aperçu. Ces nuages flamboyants dans la région de formation stellaire du Taureau ne sont visibles qu'en lumière infrarouge, ce qui en fait une cible idéale pour le Webb.

Les caractéristiques les plus spectaculaires de cette région, les nuages bleus et oranges, dessinent des cavités créées lorsque la matière s'éloigne de la protoétoile qui entre en collision avec la matière environnante. Les zones bleues dans les nuages sont celles où la poussière est la moins dense. Plus la quantité de poussière est épaisse, moins la lumière bleue peut s'échapper, créant les zones oranges.

Le JWST révèle également des filaments d'hydrogène moléculaire qui ont été choqués lorsque la protoétoile éjecte de la matière loin d'elle. Les chocs et les turbulences inhibent la formation de nouvelles étoiles, qui autrement se formeraient dans tout le nuage. En fait, la protoétoile règne gravitationnellement dans cette partie de l'espace, attirant une grande partie de la matière autour d'elle.

Malgré le chaos causé, L1527 est un objet relativement jeune et n'a qu'environ que 100 000 ans. Compte tenu de son âge et de sa luminosité dans l'infrarouge lointain, L1527 est considérée comme une protoétoile de classe 0, au stade le plus précoce de formation stellaire. Des protoétoiles comme celles-ci, qui sont encore incluses dans leur nuage sombre de poussière et de gaz, ont encore une longue évolution avant de devenir des étoiles à part entière. L1527 ne génère pas encore sa propre énergie par fusion nucléaire de l'hydrogène, une caractéristique essentielle des étoiles. Sa forme, bien que pratiquement sphérique, est tout de même instable, prenant la forme d'un petit amas de gaz chaud et gonflé qui représente entre 20% et 40% de la masse de notre Soleil.

Au fur et à mesure qu'une protoétoile continue de rassembler de la masse, son noyau se comprime progressivement et s'approche d'une fusion nucléaire stable. La scène montrée dans cette image révèle que L1527 suit ce processus. Le nuage moléculaire environnant est composé de poussière et de gaz denses qui sont attirés vers le centre, où réside la protoétoile. Au fur et à mesure que le matériau tombe, il tourne autour du centre. Cela crée un disque dense de matériau, connu sous le nom de disque d'accrétion, qui alimente en matériau la protoétoile. Au fur et à mesure qu'il gagne en masse et se comprime davantage, la température de son noyau augmentera, atteignant finalement le seuil de début de la fusion nucléaire.

Le disque, vu sur l'image comme une bande sombre devant le centre lumineux, est à peu près de la taille de notre système solaire. Compte tenu de la densité, il n'est pas inhabituel qu'une grande partie de ce matériau s'agglutine pou, à terme former des planètes. En fin de compte, cette vue de L1527 offre une fenêtre sur ce à quoi ressemblaient notre système solaire à leurs débuts.

**tezcatlipoca** · 17/11/2022, 13h54

Addendum :

https://esawebb.org/videos/weic2219b/

**tezcatlipoca** · 22/11/2022, 12h44

Bonjour,

Série d'articles récents sur l'étude de l'atmosphère de WASP-39b avec le JWST. Posté initialement par Mongo sur UMSF :

Early Release Science de l'exoplanète WASP-39b avec JWST NIRSpec PRISM

https://arxiv.org/abs/2211.10487

La spectroscopie de transmission des exoplanètes a révélé des signatures de vapeur d'eau, d'aérosols et de métaux alcalins dans quelques dizaines d'atmosphères d'exoplanètes. Cependant, ces déductions précédentes faites avec les télescopes spatiaux Hubble et Spitzer ont été entravées par la gamme de longueurs d'onde relativement étroite et le pouvoir de résolution spectral des observations, qui ont empêché l'identification sans ambiguïté d'autres espèces chimiques, en particulier les molécules primaires contenant du carbone. Nous présentons ici un spectre de transmission atmosphérique à large longueur d'onde de 0,5 à 5,5 μm de WASP-39 b, d'une exoplanète ayant une T° de 1200 K, d'une masse approximative de celle de Saturne, avec un rayon équivalent à celui de Jupiter, mesurée avec le mode PRISM de NIRSpec dans le cadre de la JWST Transiting Exoplanet Community Early Release Programme. Nous détectons de manière solide plusieurs espèces chimiques de hauts intérêts, notamment Na (19σ), H2O (33σ), CO2 (28σ) et CO (7σ). La non-détection du CH4, combinée à une forte caractéristique de CO2, favorise les modèles atmosphériques avec une métallicité atmosphérique super-solaire. Une caractéristique d'absorption imprévue à 4 μm s'explique mieux par le SO2 (2,7 σ), qui pourrait être un traceur de la photochimie atmosphérique. Ces observations démontrent la sensibilité de JWST à une riche diversité de compositions d'atmosphères exoplanètaires et de processus chimiques.

Publication anticipée pour l'exoplanète WASP-39b observée avec la JWST NIRspec G395H

https://arxiv.org/abs/2211.10488

La mesure des abondances de carbone et d'oxygène dans les atmosphères d'exoplanètes est considérée comme un moyen crucial pour mieux comprendre la formation et l'évolution des systèmes exoplanétaires. L'accès à l'inventaire chimique d'une exoplanète nécessite des observations de haute précision, souvent déduites de détections moléculaires individuelles avec des télescopes spatiaux à faible résolution et à haute résolution au sol. Nous discutons ici du spectre de transmission à résolution moyenne (R∼600) d'une atmosphère exoplanètaire entre 3 et 5 μm couvrant de multiples caractéristiques d'absorption pour l'exoplanète WASP-39b de masse équivalente à celle de Saturne , obtenu avec JWST NIRSpec G395H *. Nous détectons une absorption significative de CO2 (28,5σ) et H2O (21,5σ), et identifiez le SO2 comme source d'absorption à 4,1 μm (4,8σ). Les modèles atmosphériques les mieux adaptés se situent entre 3 et 10 fois la métallicité solaire, avec des rapports C/O sous-solaire à solaire. Ces résultats, y compris la détection de SO2, soulignent l'importance de caractériser la chimie dans les atmosphères d'exoplanètes et présentent NIRSpec G395H comme un excellent mode pour les observations de séries chronologiques sur cette plage de longueurs d'onde critique.

*Précisions sur les systèmes de dispersion et les filtres :

https://jwst-docs.stsci.edu/jwst-nea...Specdispersers

Early Release Science pour l'exoplanète WASP-39b avec la JWST NIRCam

https://arxiv.org/abs/2211.10489

La mesure de la métallicité et du rapport carbone-oxygène (C/O) dans les atmosphères d'exoplanètes est une étape fondamentale pour étudier les processus chimiques dominants à l'œuvre et, s'ils sont en équilibre, révéler l'histoire de la formation des planètes. La spectroscopie en transmission fournit les moyens nécessaires en limitant les abondances d'espèces oxygénées et carbonées, cependant, cela nécessite une large couverture de longueur d'onde, une résolution spectrale modérée et une haute précision qui, ensemble, ne sont pas réalisables avec les observatoires précédents. Maintenant que le JWST a commencé ses opérations scientifiques, nous sommes en mesure d'observer des exoplanètes à des longueurs d'onde et des résolutions spectrales jusqu'alors inatteignables. Nous rapportons ici des observations en série chronologique de l'exoplanète en transit WASP-39b à l'aide de la caméra proche infrarouge du JWST (NIRCam). Les courbes de lumière spectroscopique à grande longueur d'onde et photométrique à courte longueur d'onde vont de 2,0 à 4,0 μm. Elles révèlent des caractéristiques d'absorption moléculaire bien définies dans le spectre de la planète. Plus précisément, nous détectons H2O gazeux dans l'atmosphère et plaçons une limite supérieure à l'abondance de CH4. La caractéristique du CO2 par ailleurs importante à 2,8 μm est largement masquée par H2O. Les modèles d'équilibre chimique les mieux ajustés favorisent une métallicité atmosphérique de 1-100 × solaire (c'est-à-dire un enrichissement en éléments plus lourds que l'hélium par rapport au Soleil) et un rapport carbone-oxygène (C/O) sous-stellaire. La métallicité élevée et le faible rapport C/O déduits peuvent indiquer une accrétion significative de matériaux solides pendant la formation des planètes ou des processus de déséquilibre dans la haute atmosphère.

Early Release Science de l'exoplanète WASP-39b avec JWST NIRISS

https://arxiv.org/abs/2211.10493

La spectroscopie de transmission donne un aperçu des propriétés atmosphériques et, par conséquent, de l'histoire de la formation, de la physique et de la chimie des exoplanètes en transit. Cependant, l'obtention d'inférences précises des propriétés atmosphériques à partir des spectres de transmission nécessite de mesurer simultanément l'intensité et la forme de multiples caractéristiques d'absorption spectrale à partir d'un large éventail d'espèces chimiques. Cela avait été difficile compte tenu de la précision et de la couverture en longueur d'onde des observatoires précédents. Ici, nous présentons le spectre de transmission de l'exoplanète de masse Saturnienne, WASP-39b, obtenu en utilisant le mode SOSS de l'instrument NIRISS sur le JWST. Ce spectre couvre une longueur d'onde de 0,6 à 2,8 μm et révèle de multiples bandes d'absorption d'eau, le doublet de résonance du potassium, ainsi que des signatures de nuages dans l'atmosphère de cette exoplanète. La précision et la large couverture de longueur d'onde de NIRISS-SOSS nous permettent surmonter les dégénérescences du modèle entre les propriétés des nuages et la composition atmosphérique de WASP-39b, favorisant la quantification des éléments lourds ("métallicité") de ∼10−30× la valeur solaire, un sous le rapport solaire carbone/oxygène (C/O) et un rapport solaire/supersolaire potassium/oxygène (K/O). Les observations sont mieux expliquées par des nuages dépendants de la longueur d'onde avec une couverture inhomogène du terminateur de la planète.

Preuve directe de la photochimie dans une atmosphère d'exoplanète

https://arxiv.org/abs/2211.10490

La photochimie est un processus fondamental des atmosphères planétaires qui fait partie intégrante de l'habitabilité, de la composition, de la stabilité atmosphériques et de la formation d'aérosols. Cependant, aucun produit photochimique non ambigu n'a été détecté dans les atmosphères d'exoplanètes à ce jour. Ici, nous montrons que le dioxyde de soufre (SO2) produit par voie photochimique est présent dans l'atmosphère de l'exoplanète géante et chaude WASP-39b, avec les données du JWST Transiting Exoplanet Early Release Science Program alimenté par plusieurs modèles photochimiques. On constate que le SO2 est produit par oxydation successive des radicaux soufrés libérés lors de la destruction de l'hydrogène sulfuré (H2S). La distribution de SO2 calculée par les modèles photochimiques explique de manière convaincante la caractéristique spectrale de 4,05 μm observée dans les spectres de transmission JWST [Rustamkulov et al. (soumis), Alderson et al. (soumis)] et conduit à des caractéristiques observables aux longueurs d'onde ultraviolettes et infrarouges thermiques non disponibles à partir des observations actuelles. La sensibilité de la caractéristique SO2 à l'enrichissement en éléments lourds de l'atmosphère ("métallicité") suggère qu'elle peut être utilisée comme un puissant traceur des propriétés atmosphériques, nos résultats impliquant une métallicité de ∼10× solaire pour WASP-39b. En fournissant des contraintes améliorées sur la métallicité globale et l'abondance de soufre, la détection de SO2 ouvre une nouvelle voie pour l'étude de la formation des planètes géantes. Notre travail démontre que la photochimie du soufre peut être facilement observable pour les exoplanètes avec une métallicité super-solaire et des températures d'équilibre ≳750 K.

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**tezcatlipoca** · 23/11/2022, 14h06

Bonjour,

Pour rendre plus largement accessible le contenu des cinq papiers précédemment postés, un article sur le site de l'ESA présente, plus simplement, les avancées obtenues en matière d'analyse des atmosphères d'exoplanète avec le JWST :

Le Webb révèle les secrets d'une atmosphère exoplanètaire comme cela n'avait jamais été fait auparavant.

https://esawebb.org/news/weic2221/

Le télescope spatial Webb vient de réaliser encore une première, le profil moléculaire et chimique de l'enveloppe gazeuse d’un monde lointain.

Alors que le Webb et d’autres télescopes spatiaux, comme Hubble, ont déjà révélé de simples ingrédients de l’atmosphère de cette planète, les nouvelles données acquises fournissent un panorama complet d’atomes, de molécules et même de nouvelles connaissances sur la chimie active et les nuages dans le ciel de WASP-39 b. Les dernières observations livrent également des indices sur ce à quoi pourraient ressembler ces nuages, envisagés comme morcelés, plutôt que comme une couverture uniforme masquant la planète.

Le réseau d’instruments hautement sensibles du télescope a été pointé sur l’atmosphère de WASP-39 b, une « Saturne chaude » ( planète à peu près aussi massive que Saturne mais sur une orbite plus courte que celle de Mercure) en orbite autour d’une étoile à quelque 700 années-lumière. Cette exoplanète de la taille de Saturne a été l’une des premières observée par le JWST lorsqu’il a commencé ses opérations scientifiques. Les résultats ont enthousiasmé la communauté scientifique des exoplanètes. Les instruments extrêmement sensibles ont pu fournir un profil des constituants atmosphériques de WASP-39 b et identifié une pléthore d'atomes et de molécules, comme l’eau, le dioxyde de soufre, le monoxyde de carbone, le sodium et le potassium.

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Les résultats sont de bon augure pour estimer la capacité des instruments du Webb à mener le large éventail d’études sur les exoplanètes souhaitées par la communauté scientifique. Cela inclut de sonder les atmosphères de planètes rocheuses plus petites que WASP-39 b, comme celles du système TRAPPIST-1, par exemple.

« Nous avons observé WASP-39 b avec plusieurs instruments qui, ensemble, couvrent une large partie du spectre infrarouge et une panoplie d’empreintes chimiques inaccessibles avant la mise en service du JWST », explique Natalie Batalha, astronome à l’Université de Californie de Santa Cruz, qui a contribué et aidé à coordonner ces nouvelles recherches. « Des données comme celles-ci changent la donne. »
La série de découvertes est détaillée dans une série de cinq nouveaux articles scientifiques, dont trois sont sous presse et deux sont en cours d’examen. Parmi les révélations inédites figure la première détection dans l’atmosphère d’une exoplanète de dioxyde de soufre, une molécule produite à partir de réactions chimiques provoquées par la lumière de haute énergie de l’étoile mère de la planète. Sur Terre, la couche d’ozone protectrice dans la haute atmosphère est créée de la même façon.

« C’est la première fois que nous voyons des preuves concrètes d'une photochimie, réactions chimiques sur une exoplanète, initiées par la lumière stellaire énergétique l'illuminant », nous dit Shang-Min Tsai, chercheur à l’Université d’Oxford au Royaume-Uni et auteur principal de l’article expliquant l’origine du dioxyde de soufre dans l’atmosphère de WASP-39 b. « Je vois cela comme une perspective vraiment prometteuse pour faire progresser notre compréhension des atmosphères d’exoplanètes avec le JWST. »

Cela a conduit à une autre première : les scientifiques appliquant des modèles informatiques de photochimie à des données qui nécessitent une telle physique pour être pleinement expliquée. Les améliorations de modélisation qui en résulteront aideront à acquérir le savoir-faire technologique nécessaire pour interpréter, à l’avenir, les signes potentiels d’habitabilité.

« Les planètes sont façonnées, transformées, en orbitant dans le rayonnement de l’étoile hôte. » dit Batalha. « Sur Terre, ces transformations permettent à la vie de prospérer. »

La proximité de la planète avec son étoile hôte, huit fois plus proche que Mercure ne l’est de notre Soleil, en fait également un laboratoire pour étudier les effets du rayonnement des étoiles hôtes sur leurs exoplanètes. Une meilleure connaissance de la connexion étoile-planète devrait permettre de mieux comprendre comment ces processus affectent la diversité des planètes observées dans la galaxie.

D’autres constituants atmosphériques détectés par le Webb comprennent le sodium (Na), le potassium (K) et la vapeur d’eau (H2O), confirmant les observations précédentes des télescopes spatiaux et terrestres, ainsi que la découverte d'autres traces d’eau, à des longueurs d’onde plus longues, qui n’avaient jamais été observé auparavant.

Le Webb a également détecté du dioxyde de carbone (CO2) à une résolution plus élevée, fournissant deux fois plus de données que celles rapportées lors de ses observations précédentes. Du monoxyde de carbone (CO) a été aussi détecté, mais des signatures évidentes de méthane (CH4) et de sulfure d’hydrogène (H2S) ne l'ont pas été. Si elles sont présentes, ces molécules sont présentes à des niveaux très faibles.

Pour prendre ce large spectre de l’atmosphère de WASP-39 b, une équipe internationale comptant des centaines d’individus a analysé indépendamment les données de quatre des modes d’instruments finement calibrés du Webb.

« Nous avions presque prédit ce que le télescope nous montrerait, mais là, c’était plus précis, plus diversifié et plus fantastique que je ne le croyais », s'exclame Hannah Wakeford, astrophysicienne à l’Université de Bristol au Royaume-Uni, qui étudie les atmosphères d’exoplanètes.

Avoir une telle liste complète d’ingrédients chimiques dans l’atmosphère d’une exoplanète donne également aux scientifiques un aperçu de l’abondance de différents éléments les uns par rapport aux autres, tels que les rapports carbone-oxygène ou potassium-oxygène. Cela fournit aussi un aperçu de la façon dont cette planète, et peut-être d’autres, s’est formée à partir du disque de gaz et de poussière entourant l’étoile mère au début de son histoire.
L’inventaire chimique de WASP-39 b suggère une histoire d’accrétion et de fusions de corps plus petits appelés planétésimaux, pour créer une planète massive.

« L’abondance de soufre par rapport à l’hydrogène indique que la planète a probablement connu une accrétion significative de planétésimaux capables de fournir ces ingrédients à l’atmosphère », nous déclare Kazumasa Ohno, chercheur sur les exoplanètes de l’UC Santa Cruz, qui a travaillé sur les données du JWST. Les données indiquent également que l’oxygène est beaucoup plus abondant que le carbone dans l’atmosphère. Cela indique potentiellement que WASP-39 b s’est initialement formé loin de son étoile.

En révélant avec précision les détails de l’atmosphère d’une exoplanète, les instruments du télescope Webb ont fonctionné bien au-delà des attentes des scientifiques, et promettent une nouvelle phase d’exploration de la grande variété d’exoplanètes dans la galaxie.

« Nous allons être en mesure de voir la diversité des atmosphères d’exoplanètes », affirme Laura Flagg, chercheuse à l’Université Cornell et membre de l’équipe internationale. « C’est incroyablement excitant de savoir que tout va être réécrit. C’est l’un des meilleurs aspects du métier de scientifique. »

**tezcatlipoca** · 15/12/2022, 14h08

Bonjour,

https://www.nature.com/articles/d41586-022-04452-3

Une conférence s'est tenue du 12 au 14 décembre 2022 avec un atelier optionnel le jeudi 15 décembre 2022 au Space Telescope Science Institute à Baltimore, dans le Maryland.

Le télescope spatial James Webb (JWST) a eu son premier aperçu d'un ensemble de cibles très attendu, les atmosphères de certaines des sept planètes de taille terrestre entourant l'étoile TRAPPIST-1, à seulement 12 parsecs (39 années-lumière) de notre planète. Toutes les sept se trouvent dans ou à proximité de la zone habitable de leur étoile, où de l'eau à l'état liquide pourrait exister en surface. Les astronomes les considèrent comme le meilleur "laboratoire" pour étudier ce qui rendrait des exoplanètes propices à la vie.

Ce que les chercheurs ont observé jusqu'à présent est préliminaire et n'indique pas encore quelles sortes d'atmosphères ces planètes pourraient réellement posséder. Mais si elles ont des atmosphères denses avec des molécules particulières telles que le dioxyde de carbone ou le méthane, le JWST pourra les détecter dans les mois et les années à venir. Aucun autre observatoire n'a été assez puissant pour scruter ces atmosphères.

"Nous sommes en alerte", déclare Björn Benneke, astronome à l'Université de Montréal, lors d'un symposium sur les premiers résultats du JWST à Baltimore, Maryland, le 13 décembre.

Planètes étudiées :

Le système planétaire TRAPPIST-1, cartographié en 2017 , offre aux astronomes de multiples chances de comprendre la formation et l'évolution des mondes de la taille de la Terre autour d'une seule étoile. L'étoile est relativement faible et froide, et les sept planètes sont situées plus près d'elle que Mercure ne l'est autour du Soleil.

Le JWST observe toutes les planètes au cours de sa première année d'opérations scientifiques, qui a débuté en juin . Beaucoup de ces observations ont déjà été faites, mais aucune n'avait été diffusées publiquement jusqu'au symposium de cette semaine, qui a eu lieu au Space Telescope Science Institute, le centre des opérations du JWST.

https://media.nature.com/lw767/magaz...80.jpg?as=webp

Toutes les planètes du système TRAPPIST-1 sont plus proches de leur étoile que Mercure ne l'est du Soleil. Crédit : NASA/JPL-Caltech
Les planètes TRAPPIST-1 sont désignées de b à h, b étant la plus proche de l'étoile et h la plus éloignée.

Benneke a montré les premières études JWST de TRAPPIST-1g. Jusqu'à présent, le télescope a pu déterminer qu'elle n'a probablement pas d'atmosphère riche en hydrogène, ce qui serait relativement facile à repérer car elle est de grand diamètre. Cela pourrait signifier que cette planète a une atmosphère plus dense, composée de molécules plus lourdes, comme le dioxyde de carbone, ou pas d'atmosphère du tout.

Le JWST étudie les atmosphères planétaires principalement en observant comment elles filtrent la lumière des étoiles qui les traverse lorsqu'elles passent devant l'étoile. Les molécules qui composent l'atmosphère d'une planète peuvent indiquer comment celle-ci a évolué et si elle pourrait être éventuellement habitable. Il faudra plus d'observations et de temps pour analyser les données recueillies jusqu'à présent, avant que les chercheurs ne sachent si TRAPPIST-1g a une atmosphère, et de quoi elle pourrait être composée.

Les données TRAPPIST-1 sont beaucoup plus difficiles à analyser que celles recueillies à partir de plus grandes exoplanètes, comme WASP-39b par exemple, une planète plus proche de la taille de Jupiter que le JWST a déjà étudiée en détail. Les planètes de TRAPPIST-1 sont beaucoup plus petites et les signatures de leurs atmosphères plus difficiles à détectés. Les perturbations magnétiques dans TRAPPIST-1 peuvent également induire des signaux qui nuisent à l' interprétation des données.

"Nous avions besoin de ce premier regard pour savoir à quoi nous avions affaire", explique Knicole Colón, astronome au Goddard Space Flight Center à Greenbelt, qui n'a pas participé aux travaux. Benneke a refusé de parler aux journalistes des résultats de TRAPPIST-1g, citant un article en cours d'examen dans une revue scientifique.

Dans une présentation lors de la conférence, Olivia Lim de l'Université de Montréal a montré deux observations JWST de la planète la plus interne du système, TRAPPIST-1b. Elle non plus n'a pas encore été en mesure de déceler un signal indiquant l'atmosphère de la planète. Mais des études préliminaires suggèrent que, comme la planète 1g, elle n'a probablement pas d'atmosphère riche en hydrogène.

Lim a plusieurs autres observations d'autres planètes TRAPPIST-1 déjà en cours, dont une réalisée la semaine dernière mais qu'elle n'a pas encore eu le temps de regarder précisément, étant donné la masse de résultat du JWST à analyser. « C'est mouvementé », dit-elle.

Mais d'autres résultats sur l'extraordinaire système planétaire sont en cours d'examen, dit Colón : « Dans l'année prochaine, nous devrions obtenir un portrait de famille assez complet.

**tezcatlipoca** · 10/02/2023, 14h50

Bonsoir,

De nombreuses molécules détectées dans un nuage dense protostellaire par le JWST

https://www.ca-se-passe-la-haut.fr/2...tees-dans.html

Une équipe internationale a utilisé les observations du télescope spatial James Webb pour obtenir une vue inédite d'un nuage interstellaire dense. Ces observations révèlent la composition de glaces de l'univers primitif, fournissant de nouvelles informations sur les processus chimiques de l'un des endroits les plus froids de l'univers ainsi que sur les origines des molécules qui composent les atmosphères planétaires. L'étude est parue dans Nature Astronomy.

La nouveauté de ces observations est qu'elles concernent des molécules de glaces qui existent sur des grains de poussière situés dans les régions les plus sombres des nuages moléculaires interstellaires. Ces nuages sont si denses que ces glaces ont été pour la plupart protégées du rayonnement violent des étoiles proches, elles sont donc relativement vierges. Melissa McClure (université de Leiden) et ses collaborateurs fournissent les premiers résultats du programme "Ice Age" qui entre dans le cadre du programme Early Release Science du télescope Webb. Ils révèlent la riche composition de ces glaces dans le nuage moléculaire dense Chameleon I. Ils ont pour cela observé les spectres infra-rouges de deux étoiles situées derrière ce nuage dense (NIR38 et J110621) pour en extraire les raies d'absorption caractéristiques de nombreuses molécules.

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On y trouve notamment les glaces de CO2 , OCN- , CO, OCS, SO2 et les groupes fonctionnels de molécules organiques complexes comme CH3OH, NH3, NH4. Le profil des glaces de 12CO2 indique une croissance modeste des grains glacés. Les densités des espèces majeures et mineures indiquent que les glaces contribuent entre 2 % et 19 % des bilans des éléments clés C, O, N et S. Les résultats suggèrent donc que la formation de molécules simples et complexes pourrait commencer tôt dans un environnement riche en glace d'eau.

Les chercheurs estiment que les molécules détectées correspondent aux premières glaces qui se sont formées et ils notent qu'elles contiennent des éléments biogéniques, qui sont importants pour la vie. Ces observations fournissent de nouvelles informations sur les processus chimiques dans l'un des endroits les plus froids et les plus sombres de l'univers pour mieux comprendre les origines moléculaires des disques protoplanétaires, des atmosphères planétaires et d'autres objets du système solaire. La plupart des glaces interstellaires contiennent de très petites quantités d'éléments comme l'oxygène et le soufre. McClure et ses collaborateurs remarquent aussi que les glaces détectées grâce au spectromètre NIRSpec, l'imageur NIRCam ainsi que l'instrument MIRI du JWST sont pauvres en soufre, alors qu'on pouvait s'attendre à en trouver beaucoup plus.

La prise en compte de la quantité de C, O, N et S dans les glaces est essentielle pour déterminer le bilan global de volatils dans les systèmes stellaires et planétaires qui se formeront dans ce nuage moléculaire. En comparant les densités de colonne des glaces détectées pour les deux étoiles NIR38 et J110621 avec les abondances cosmiques attendues pour C, O, N et S, McClure et son équipe voient au plus 19 % des budgets totaux d'O et de C, 13 % du budget total de N, et seulement 1% du budget du Soufre dans ce nuage dense.

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Ces chiffres sont similaires à ce qui a été rapporté précédemment pour les protoétoiles mais ce qui est nouveau ici, c'est qu'on peut retracer les budgets de ces éléments jusqu'à leurs conditions initiales dans des nuages denses. Selon les chercheurs, les quantités manquantes doivent être constituées d'espèces réfractaires, notamment des silicates et des carbones amorphes, ou d'autres glaces telles que N2 qui ne présentent pas de caractéristiques spectrales aux longueurs d'onde étudiées.

Il apparaît en revanche qu'au plus 46 % et 33 % du gaz CO disponible a gelé dans les glaces vers NIR38 et J110621, respectivement. Bien que NIR38 échantillonne une colonne totale de poussière plus petite, sa ligne de visée semble passer plus près de la protoétoile. Selon les chercheurs, si cette région contient de la poussière localement plus dense ou plus froide, cela pourrait expliquer la plus grande fraction de CO total qui est gelée sur les grains.

Une modélisation détaillée pour quantifier la taille, la forme et la porosité maximales des grains de ces glaces est déjà prévue par Melissa McClure dans un futur travail annoncé. Une analyse plus approfondie des voies de réaction et des abondances relatives de glaces nécessite à la fois une modélisation chimique et de futures observations de nuages moléculaires. Des observations moléculaires complémentaires en phase gazeuse confirmeront notamment dans quelle mesure le CO s'est gelé dans cette région. Les astrophysiciens ont déjà obtenu des centaines de spectres de glace dans la même région de Chameleon I avec les nouvelles capacités multi-objets de NIRCam. En combinant ces ensembles de données, la sensibilité exceptionnelle, la résolution spectrale et la couverture de longueur d'onde de Webb permettent désormais de sonder pleinement les conditions initiales de toutes les principales glaces dans les noyaux de nuages moléculaires, juste avant leur effondrement pour former des protoétoiles.

**tezcatlipoca** · 11/02/2023, 11h21

Bonjour,

Comment le JWST a confirmé sa première exoplanète, et ouvert une nouvelle perspective dans ce domaine :

Jamie Carter • 26 janvier 2023

https://www.planetary.org/articles/h...a-new-frontier

Traduction automatique corrigée :

La confirmation d'un monde rocheux de la taille de la Terre appelé LHS 475 b a été un moment marquant pour les chasseurs d'exoplanètes. Cette détection par le nouveau télescope spatial James Webb (JWST) d'une planète en orbite autour d'une étoile à l'extérieur de notre système solaire est une étape importante non seulement en raison de la nature de la planète elle-même, mais parce qu'elle ouvre une nouvelle frontière exitante dans la recherche de mondes de plus en plus petits autour d'autres étoiles.

https://planetary.s3.amazonaws.com/w...475-b.jpg.webp

EXOPLANÈTE LHS 475 B Une illustration artistique de LHS 475 b basée sur notre compréhension actuelle de la planète à partir de la spectroscopie du JWST. Image : NASA, ESA, ASC, Leah Hustak (STScI)

Remarquablement, LHS 475 b représente 99% du diamètre de la Terre. Cependant, c'est là que s'arrête la similitude avec notre propre planète. Une année sur LHS 475 b ne dure que deux jours terrestres car elle orbite plus près de son étoile que n'importe quelle planète du système solaire. Elle est également probablement verrouillée par la marée, un côté faisant toujours face à son étoile hôte, tandis que l'autre est dans l'obscurité perpétuelle. À seulement 40,7 années-lumière de distance de nous, dans la constellation Octans de l'hémisphère sud, elle orbite autour d'une naine rouge ayant moins de la moitié de la température du Soleil.

Une confirmation facile :

Les observations de LHS 475 b par le JWST sont révolutionnaires car il s'agit d'une petite planète rocheuse, l'un des types d'exoplanètes les plus difficiles à détecter et à étudier. Elle avait été initialement détecté comme un monde potentiel par le Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) de la NASA, qui recherche des exoplanètes passant devant le disque de leurs étoiles. Des chercheurs du laboratoire de physique appliquée de l'Université John Hopkins (JHU APL) dans le Maryland, ont ensuite utilisé le spectrographe dans le proche infrarouge (NIRSpec) du JWST pour examiner l'exoplanète candidate. Le 31 août 2022, celui-ci a observé la planète facilement et clairement en seulement deux observations de transit. La découverte a été révélée le 11 janvier 2023 lors d'une conférence de presse de l'American Astronomical Society et publiée sous forme d'article en ligne.

"Lorsque nous avons acquis les données de transit du JWST, nous pouvions définitivement dire que c'était depuis cette étoile d'où provenait le signal de transit, que le rayon de la planète était d'environ un rayon terrestre et, combiné avec quelques autres informations, que nous étions convaincus que nous pouvions valider cette planète comme étant une planète rocheuse de la taille de la Terre », a déclaré Kevin Stevenson, qui, avec Jacob Lustig-Yaeger, dirige l'équipe de recherche de JHU APL. "Cela met en évidence la précision des instruments du JWST." Il devrait déjà le savoir, ayant utilisé le JWST en août 2022 pour détecter pour la première fois du dioxyde de carbone dans l'atmosphère d'une exoplanète, le "Jupiter chaud" WASP-39b . Ce fut un moment historique en soi, mais nous franchissons désormais une nouvelle frontière pour découvrir de nouvelles exoplanètes rocheuses.

https://planetary.s3.amazonaws.com/w...-jwst.jpg.webp

COURBE DE LUMIÈRE DE LHS 475 B Une courbe de lumière du spectrographe dans le proche infrarouge (NIRSpec) du télescope spatial James Webb montre le changement de luminosité du système stellaire LHS 475 au fil du temps lorsque la planète a transité devant l'étoile, le 31 août 2022. Image : NASA, ESA, ASC, Leah Hustak (STScI)

La nouvelle frontière :

Il y a dix ans, les Jupiter chauds étaient au centre des recherches exoplanètaires. Ce sont des exoplanètes géantes gazeuses qui orbitent très près de leurs étoiles et qui sont donc surchauffées. "C'était la pointe de ce que nous pouvions faire avec les télescopes", déclare Stevenson, faisant référence aux télescopes spatiaux Hubble et Spitzer de la NASA. Avec l'arrivée du JWST, il prédit avec confiance que ces planètes seront bien comprises dans les cinq prochaines années. "La nouvelle frontière va être celle de planètes rocheuses, qui étaient autrefois indétectables depuis la Terre", dit-il.

Le signal des planètes rocheuses comme LHS 475 b est beaucoup plus petits, il est donc plus difficile de le trouver et de l'étudier. Cela seulement fait du JWST instrument incomparable en la matière. "Nous sommes à la pointe de l'étude des petites exoplanètes rocheuses", explique Lustig-Yaeger. "Nous avons à peine commencé à effleurer la surface de ce à quoi pourraient ressembler leurs atmosphères." L'équipe s'attend à ce que maintenant le JWST soit une mission fructueuse, la prochaine décennie ou les deux prochaines produiront enfin des réponses sur ces exoplanètes les plus insaisissables. Le LHS 475 b n'est que le premier d'une longue liste de mondes rocheux à étudier et a été soumis à un examen complet avec les instruments du JWST.

Malgré son incroyable précision, JWST n'est pas spécifiquement conçu pour trouver des exoplanètes, mais plutôt pour révéler leurs atmosphères. Ainsi, comme ils ont confirmé l'existence de LHS 475 b, l'équipe a également pu commencer à analyser son atmosphère.

Alors que LHS 475 b passait devant le disque de son étoile hôte, l'instrument NIRpec du JWST a collecté cette lumière stellaire filtrant à travers l'atmosphère de la planète. Capable de mesurer les longueurs d'onde de la lumière dans le spectre visible et proche infrarouge, ce spectrographe divise les couleurs de cette lumière stellaire pour étudier la composition atmosphérique. Il a révélé un spectre relativement plat, ce qui signifie que JWST n'a observé aucune quantité détectable d'aucun élément ou molécule autour de LHS 475 b. L'affaire est-elle close ? Pas du tout.

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SPECTRE DE TRANSMISSION DE L' EXOPLANÈTE LHS 475 B LE SPECTRE de transmission de LHS 475 b est essentiellement plat, ce qui en dit long aux astronomes sur son atmosphère. Image : NASA, ESA, ASC, Leah Hustak (STScI)

Vénus, Mars ou Titan ?

"Une ligne plate peut être interprétée de différentes manières", nous dit Stevenson. Une possibilité est une atmosphère dominée par le dioxyde de carbone. "Il pourrait s'agir d'une planète semblable à Vénus où le dioxyde de carbone est le principal constituant de l'atmosphère, ce qui en ferait une atmosphère très lourde de poids moléculaire élevé avec des nuages ou des brumes de haute altitude qui masqueraient ses caractéristiques moléculaires ".

Cela rendrait LHS 475 b très similaire à GJ 1214 b, une exoplanète "super-Terre" distante de 40 années-lumière dans la constellation d'Ophiuchus. En 2013, le télescope spatial Hubble avait obtenu le spectre le plus plat jamais mesuré lors de son étude, les chercheurs concluant qu'il s'agissait probablement de nuages à haute altitude ou de brume masquant les caractéristiques moléculaires de l'atmosphère. Cela pourrait être le cas avec LHS 475 b. Mais cela pourrait aussi ressembler davantage à Mars, où vous avez une atmosphère ténue voire inexistante, car cela produirait également ce type de spectre plat", indique Stevenson.

https://planetary.s3.amazonaws.com/w...J1214.jpg.webp

EXOPLANÈTE SUPER-TERRE GJ1214 VUE d'artiste de l'exoplanète super-Terre GJ1214, qui aurait des nuages et de la brume à haute altitude. Image : ESO/L. Calçada

Ce que l'on peut dire avec certitude à propos de LHS 475 b, c'est que son atmosphère n'est pas semblable à celle de la Terre. Si c'était le cas, son spectre de transmission révélerait des traces de dioxyde de carbone et d'eau. Une ligne plate exclut également une atmosphère dominée par le méthane, comme celle trouvée sur Titan, la lune géante de Saturne. Tout cela a été glané à partir de seulement deux observations de transit de LHS 475 b par le JWST. Un troisième transit est attendu pendant l'été 2023, qui identifiera probablement toute présence de dioxyde de carbone et, éventuellement, d'autres molécules. Si la planète possède une atmosphère, bien entendu.

Révélation d'un « rivage cosmique » :

Jusqu'à présent, le travail révolutionnaire de l'équipe sur LHS 475 b n'est que la première étape d'un programme d'observations du cycle 1 avec le JWST pour cinq exoplanètes en orbite autour d'étoiles naines rouges à moins de 50 années-lumière de nous. La tâche initiale est d'étudier leurs atmosphères. "Les planètes de notre programme couvrent une large gamme de tailles et de températures, mais la plupart d'entre elles se trouvent autour de types similaires d'étoiles naines rouges et sont toutes considérées comme susceptibles de posséder des atmosphères", explique Stevenson.

Cependant, le but ultime serait de révéler une division universelle qui révolutionnerait la science extrasolaire. "Ce que nous testons, c'est l'idée d'un rivage cosmique", explique Stevenson. En se basant sur le système solaire, c'est l'idée que la température et la gravité d'une planète, ou d'une planète naine, déterminent ensemble si elle a une atmosphère. "Dans notre propre système solaire, ces deux facteurs, plus que tout autre, contrôlent si les planètes ou les planètes naines en ont une ou non", dit Stevenson. "Il y a un fossé très clair entre les corps qui ont des atmosphères et ceux qui n'en ont pas." Ce « rivage du système solaire » est-il applicable à d'autres systèmes stellaires autres que le nôtre, et donc un révèlerait « rivage cosmique » ?

Les chasseurs d'exoplanètes ne savent pas si les planètes rocheuses autour d'étoiles naines rouges peuvent conserver leur atmosphère. À partir de ce programme et d'autres programmes similaires, leJWST découvrira et pourrait fournir la première preuve d'une "loi universelle". Quoi qu'il en soit, avec la détection de LHS 475 b, il est désormais certain que le JWST fait déjà des atmosphères d'exoplanètes rocheuses une nouvelle frontière d'explorations scientifiques.

**tezcatlipoca** · 23/03/2023, 15h28

Bonjour,

Le JWST identifie des nuages tourbillonnants de silicate sur une planète éloignée.

Publié le 22 mars 2023

https://cdn.esawebb.org/archives/ima.../weic2308a.jpg

Des chercheurs utilisant le télescope spatial James Webb ont identifié des caractéristiques de nuages de silicate dans l'atmosphère d'une planète lointaine. L'atmosphère s'élève, se mélange et se déplace constamment au cours d'une journée de 22 heures, amenant des matériaux chauds vers le haut et repoussant les plus froids vers le bas. Les changements de luminosité qui en résultent sont si spectaculaires qu'il s'agit de l'objet de masse planétaire le plus variable connu à ce jour. L'équipe scientifique a également fait des détections extraordinairement nettes d'eau, de méthane et de monoxyde de carbone, et a trouvé des preuves pour le dioxyde de carbone. Il s'agit du plus grand nombre de molécules jamais identifiées en même temps sur une planète en dehors de notre système solaire.

Cataloguée sous le nom de VHS 1256 b, la planète se trouve à environ 40 années-lumière et orbite non pas une, mais deux étoiles sur une période de 10 000 ans. « VHS 1256 b est environ quatre fois plus éloignée de ses étoiles que Pluton ne l'est du Soleil, ce qui en fait une excellente cible pour le Webb », déclare Brittany Miles, responsable de l'équipe scientifique de l'Université de l'Arizona. "Cela signifie que la lumière de la planète ne se mêle pas à la lumière de ses étoiles ." Plus haut dans son atmosphère, là où les nuages de silicate se trouvent, les températures atteignent 830 degrés Celsius.

Dans ces nuages, le JWST a détecté des grains de poussière de silicate de tailles variables, qui sont caractérisés par leurs raies spectrales . " Les grains de silicate les plus fins dans son atmosphère seraient comparables à de minuscules particules de fumée ", note la co-auteure Beth Biller de l'Université d'Edimbourg au Royaume-Uni. " Les grains plus gros pourraient ressembler davantage à des particules de sable fin très chaudes ."

VHS 1256 b a une faible gravité par rapport aux naines brunes plus massives , ce qui signifie que ses nuages de silicate peuvent apparaître et rester haut dans son atmosphère où le Webb peut les détecter. Une autre raison pour laquelle son ciel est si tourmenté est son âge. En termes astronomiques, elle est jeune. Seulement 150 millions d'années se sont écoulées depuis sa formation. Elle continuera à changer et à se refroidir pendant des milliards d'années.
Ces découvertes sont les premières "pièces" tirées d'un spectre que les chercheurs considèrent comme un trésor de données. Ils ont seulement commencé à analyser son contenu. " Nous avons identifié des silicates, mais une meilleure compréhension de la taille et de la forme des grains correspondant à des types spécifiques de nuages va demander beaucoup de travail supplémentaire ", explique Miles. « Ce n'est pas la dernière révélation sur cette planète, ce n'est que le début d'un effort de modélisation à grande échelle pour s'adapter aux données complexes recueillies par le Webb. ”

Bien que toutes les caractéristiques observées par l'équipe aient déjà été repérées sur d'autres planètes ailleurs dans la Voie lactée, par d'autres télescopes, elles n'en n'ont généralement identifié qu'une seule à la fois. " Aucun autre télescope n'avait identifié autant de caractéristiques à la fois pour une seule cible ", affirme le co-auteur Andrew Skemer de l'Université de Californie à Santa Cruz. « Nous voyons beaucoup de molécules dans un seul spectre du JWST qui détaillent les systèmes nuageux et météorologiques dynamiques de la planète. ”

L'équipe est parvenue à ces conclusions en analysant les données spectrales recueillies par deux instruments du JWST, le spectrographe proche infrarouge (NIRSpec) et l' instrument dans l'infrarouge moyen (MIRI). Comme la planète orbite à grande distance de ses étoiles, les chercheurs ont pu l'observer directement, plutôt que d'utiliser la technique du transit ou coronographique pour capter ces données.

Il y aura beaucoup plus à apprendre sur VHS 1256 b dans les mois et les années à venir alors que cette équipe - et d'autres - continue d'étidier les données infrarouges haute résolution du Webb. " Nous avons obtenu un énorme retour scientifique sur une quantité très modeste de temps de télescope ", ajoute Biller. « Avec seulement quelques heures d'observations, nous avons ce qui semble être un potentiel considérables de découvertes supplémentaires. ”
Que pourrait devenir cette planète dans les milliards d'années à venir ? Puisqu'elle est si loin de ses étoiles, elle deviendra plus froide avec le temps et son ciel pourrait s'éclaircir.

Les chercheurs ont observé VHS 1256 b dans le cadre du programme Early Release Science , qui est conçu pour aider la communauté astronomique à caractériser les planètes et les disques planétaires à partir desquels elles se forment.

L'article de l'équipe, intitulé « The JWST Early Release Science Program for Direct Observations of Exoplanetary Systems II: A 1 to 20 Micron Spectrum of the Planetary-Mass Companion VHS 1256-1257 b », sera publié dans The Astrophysical Journal Letters le 22 mars .

**tezcatlipoca** · 23/03/2023, 19h17

L'article de Laurent sur Futura qui apporte un éclairage complémentaire sur cette étude de VHS 1256 b :

https://www.futura-sciences.com/scie...azeuse-104236/

**tezcatlipoca** · 25/03/2023, 10h48

Bonjour,

https://blogs.nasa.gov/webb/2023/03/...-the-infrared/

Thaddée Cesari. Posté le 24 mars 2023

L'étude des exoplanètes est un élément clé des objectifs scientifiques du télescope spatial James Webb. Nous avons demandé au scientifique adjoint du projet d'observatoire du Webb, Christopher Stark, du Goddard Space Flight Center de la NASA, de nous parler de l'une des façons dont le JWST étudie d'autres mondes.

Le télescope spatial James Webb dispose de nombreux modes d'observation différents pour étudier les planètes en orbite autour d'autres étoiles. Une façon particulière est que le Webb peut détecter directement certaines de ces planètes. Détecter directement des planètes autour d'autres étoiles n'est pas une mince affaire. Même les étoiles les plus proches sont encore si éloignées que leurs planètes semblent être séparées par une fraction de la largeur d'un cheveu humain tenu à bout de bras. À ces minuscules échelles angulaires, la faible lumière de la planète se noie dans l'éblouissement que provoque son étoile hôte.

Heureusement, le Webb a les bons outils pour ce travail : les modes coronagraphiques Near-Infrared Camera (NIRCam) et Mid-Infrared Instrument (MIRI). Les coronographes du Webb bloquent la lumière de l' étoile lointaine, tout en permettant à la faible lumière de la planète d'atteindre ses capteurs. Ce n'est pas très différent de la façon dont nous utilisons la visière de notre voiture au coucher ou au lever du soleil pour voir les voitures devant nous.

https://blogs.nasa.gov/webb/wp-conte...A-1024x757.png

Images coronographiques Webb NIRCam et MIRI de l'exoplanète HIP 65426 b. Le symbole étoile blanche marque l'emplacement de l'étoile masquée par les coronographes. L'exoplanète n'affiche pas le motif de diffraction à six pointes caractéristique du Webb en raison des masques de coronographe du plan pupillaire. Crédit : NASA/ESA/CSA, A Carter (UCSC), l'équipe ERS 1386 et A. Pagan (STScI).

Le long du chemin parcouru par la lumière à travers l'optique, il y a plusieurs endroits importants appelés « planes ». Le "plan image" est l'endroit où la cible est mise au point, y compris tous les objets astrophysiques. Le "plan pupillaire" permet à la surface du miroir primaire d'être mise au point, et avait été utilisé pour faire le "selfie" du Webb. Tous les coronographes masquent physiquement la lumière stellaire indésirable dans les plans de l'image et de la pupille pour optimiser les performances. La plupart des masques de plan d'image, ressemblant à des taches ou à des barres opaques, suppriment la lumière des étoiles simplement en la bloquant dans l'image. L'exception à cela sont les «masques de phase à quatre quadrants» de MIRI, qui déplacent les sommets d'onde d'une partie de l'onde de lumière, de sorte qu'elle s'annule avec une autre partie par un processus appelé «interférence destructrice».

Cependant, en raison de la nature ondulatoire de la lumière, les masques du plan image ne peuvent pas complètement bloquer celle de l'étoile. Le JWST utilise donc des masques de plans pupillaires supplémentaires, également appelés "masques de Lyot" , pour supprimer une grande partie de la lumière stellaire restante. Ces masques plans pupillaires sont très différents du miroir primaire hexagonal (la "pupille" du télescope). En conséquence, les objets imagés avec les coronographes ne présentent pas le motif de diffraction à six pointes caractéristique du télescope, comme le montrent les observations ci-dessus.

https://blogs.nasa.gov/webb/wp-conte...ge-768x287.png

À gauche : matériel de masque de plan d'image coronographique de NIRCam, composé de deux barres en forme de coin et de trois points ronds (de gauche à droite). À droite : matériel de masque à quatre plans d'image coronagraphique de MIRI, composé de trois masques de phase à quatre quadrants à déphasage et d'un point rond (de gauche à droite).

https://jwst-docs.stsci.edu/jwst-nea...and-lyot-stops

Illustration du masque plan pupille/arrêt de Lyot de NIRCam pour le masque plan image rond (à gauche) et le masque plan image en barre (à droite). La transmission à travers le masque est limitée aux régions blanches. La pupille du télescope est représentée en gris à titre de comparaison. Crédit : Mao et al. 2011

L'instrument NIRCam dispose de cinq masques coronagraphiques, chacun pouvant être configuré pour observer à différentes longueurs d'onde allant de 1,7 à 5 microns. L'instrument MIRI possède quatre masques coronagraphiques qui fonctionnent à des longueurs d'onde fixes entre 10 et 23 microns. Les coronographes peuvent observer des objets aussi proches que 0,13 seconde d'arc de l'étoile et aussi éloignés qu'environ 30 secondes d'arc de l'étoile, ce qui se traduit approximativement par des distances circumstellaires allant de quelques unités astronomiques (au) à des centaines d'au autour des étoiles proches.

Malgré les masques, les coronographes ne suppriment pas parfaitement la lumière d'une étoile. Pour éliminer les derniers restes de lumière, les astronomes de Webb utiliseront avec précaution différentes "méthodes de soustraction de la fonction d'étalement des points (PSF)". En termes simples, cela signifie mesurer le motif de la lumière résiduelle des étoiles, puis le soustraire de l'image scientifique. En fin de compte, ce qui reste est un motif d'apparence brouillé, qui limitel'exoplanète détectable plus faible. Cette limite est exprimée en termes de "contraste", le rapport de luminosité entre la planète détectable et l'étoile. Lors de la mise en service, les coronographes NIRCam et MIRI du JWST ont démontré des contrastes meilleurs que 10 -5 et 10 -4 à 1 seconde d'arc de séparation, respectivement.

https://blogs.nasa.gov/webb/wp-conte...2-1024x492.png

Gauche : Exemple d'image de la lumière résiduelle des étoiles après suppression avec le coronographe MIRI F1065C. Droite : La même image après soustraction de PSF supprimant la plupart des résidus stellaires restants. L'étoile est située au centre de l'image. Le motif noir et jaune au centre de l'image définit la planète détectable dans une observation. Crédit : Boccaletti et al. (2022)

Le grand miroir primaire et les capacités infrarouges du Webb signifient que ses coronographes sont particulièrement adaptés pour étudier des objets faibles dans l'infrarouge et complèteront d'autres instruments observant actuellement à d'autres longueurs d'onde, tels que le coronographe STIS de Hubble et plusieurs instruments sur des observatoires au sol. Les observateurs d'exoplanètes utiliseront principalement les coronographes du JWST pour détecter des planètes extrasolaires géantes encore chaudes après leur formation, comme celles présentées ci-dessus, qui sont les premières images d'une exoplanète à des longueurs d'onde supérieures à 5 microns. Le Webb excellera également dans l'imagerie des disques circumstellaires denses de débris générés par les astéroïdes et les comètes dans ces systèmes, ainsi que des disques protoplanétaires dans lesquels les planètes sont encore en train de se former. Les coronographes du Webb peuvent aussi être utilisés pour l'astronomie extragalactique.

Ils ne pourront pas révéler tous les secrets d'un système planétaire. Pour imager des planètes comme la nôtre autour d'étoiles voisines semblables au Soleil, nous devrons observer encore plus près de l'étoile et être capables de détecter des planètes à seulement un dix milliardième de la luminosité de l'étoile. Cela nécessitera une future mission entièrement optimisée autour des coronographes de nouvelle génération. Heureusement, la NASA étudie déjà la question. Le prochain télescope spatial romain Nancy Grace de l'agence emportera un instrument de démonstration technologique pour tester la technologie de nouvelle génération. Et, conformément aux recommandations de l'enquête décennale d'astrophysique 2020, la NASA jette les bases d'un développement technologique ultérieur pour un concept de mission d'observatoire des mondes habitables, un télescope qui serait aussi grand que le JWST, fonctionnant dans les mêmes longueurs d'onde que Hubble, mais conçu pour trouvez des exoplanètes véritablement semblables à la Terre autour d'autres étoiles et y recherchez des signes de vie.

– Christopher Stark, scientifique adjoint du projet d'observatoire Webb, NASA Goddard

**yves95210** · 27/03/2023, 19h30

Bonsoir,

Pour une fois, je vais griller tezcatlipoca

: La température de la planète TRAPPIST-1 b mesurée par Webb

Une équipe internationale de chercheurs a utilisé le télescope spatial Webb pour mesurer la température de l'exoplanète rocheuse TRAPPIST-1 b grâce à l'instrument MIRI (Mid-Infrared Instrument) via son émisssion thermique. Les données indiquent que la planète est trop chaude pour posséder une atmosphère. L'étude est publiée dans Nature.

La suite dans l'article sur le blog "ça se passe là-haut".

**tezcatlipoca** · 27/03/2023, 22h16

Envoyé par yves95210

Bonsoir,

Pour une fois, je vais griller tezcatlipoca

: La température de la planète TRAPPIST-1 b mesurée par Webb

La suite dans l'article sur le blog "ça se passe là-haut".

Salut Yves,

Je trouve cela un peu scandaleux. Ce manque de respect me choque profondément, ce d'autant plus que tu interviens pendant que je m'échinais sur la correction d'une traduction automatique de l'article du site de la NASA.

Pour pas être en reste, je vous la propose quand même :

Bonsoir,

https://www.nasa.gov/sites/default/f...?itok=qWCqNJNm

Cette illustration montre à quoi pourrait ressembler l'exoplanète rocheuse chaude TRAPPIST-1 b sur la base de ces travaux. TRAPPIST-1 b, la plus intérieure des sept planètes connues du système TRAPPIST-1, orbite autour de son étoile à une distance de 0,011 UA, complétant un circuit en seulement 1,51 jours terrestres. TRAPPIST-1 b est légèrement plus grande que la Terre, mais avec à peu près la même densité, ce qui indique qu'ellu doit avoir une composition rocheuse. La mesure de Webb de la lumière infrarouge moyenne émise par TRAPPIST-1 b suggère que la planète n'a pas une atmosphère substantielle. L'étoile, TRAPPIST-1, est une naine rouge ultrafroide (naine M) avec une température de seulement 2 566 kelvins et une masse de seulement 0,09 fois la masse du Soleil. Cette illustration est basée sur de nouvelles données recueillies par l'instrument dans l'infrarouge moyen (MIRI) ainsi que sur des observations antérieures d'autres télescopes terrestres et spatiaux.
Crédits : NASA, ESA, CSA, J. Olmsted (STScI)

https://www.nasa.gov/feature/goddard...ocky-exoplanet

Traduction automatique corrigée

Une équipe internationale de chercheurs a utilisé le télescope spatial James Webb pour mesurer la température de l'exoplanète rocheuse TRAPPIST-1 b. La mesure est basée sur l'émission thermique de la planète : l'énergie thermique émise sous forme de lumière infrarouge détectée par le Mid-Infrared Instrument (MIRI). Le résultat indique que le côté jour de la planète a une température d'environ 500 kelvins (environ 450 degrés Fahrenheit) et suggère qu'il n'a pas d'atmosphère significative.

Il s'agit de la première détection de toute forme de lumière émise par une exoplanète aussi petite et aussi froide que les planètes rocheuses de notre propre système solaire. Le résultat marque une étape importante pour déterminer si les planètes en orbite autour de petites étoiles actives comme TRAPPIST-1 peuvent conserver les atmosphères nécessaires à la vie. Cela augure également bien de la capacité du Webb à caractériser des exoplanètes tempérées de la taille de la Terre à l'aide de MIRI.

"Ces observations tirent parti de la capacité du Webb dans l'infrarouge moyen ", dit Thomas Greene, astrophysicien au centre de recherche Ames de la NASA et auteur principal de l'étude publiée aujourd'hui dans la revue Nature . "Aucun télescope précédent n'avait la sensibilité nécessaire pour mesurer une lumière infrarouge moyenne aussi faible."

https://www.nasa.gov/sites/default/f...?itok=mBaFiEUx

Ce graphique compare la température de jour de TRAPPIST-1 b telle que mesurée à l'aide de l'instrument MIRI, à des modèles informatiques de ce que serait la température dans diverses conditions. Les modèles tiennent compte des propriétés connues du système, notamment la température de l'étoile et la distance orbitale de la planète. La température du côté jour de Mercure est également indiquée à titre de référence. La luminosité côté jour de TRAPPIST-1 b à 15 microns correspond à une température d'environ 500 kelvins (environ 450 degrés Fahrenheit). Ceci est cohérent avec la température en supposant que la rotation de la planète est verrouillée par les forces de marées (un côté faisant constament face à l'étoile), avec une surface de couleur sombre, sans atmosphère et donc sans redistribution de la chaleur du côté jour au côté nuit. Si l'énergie thermique de l'étoile était répartie uniformément autour de la planète (par exemple, par une atmosphère sans dioxyde de carbone en circulation), la température à 15 microns serait de 400 kelvins (260 degrés Fahrenheit). Si l'atmosphère contenait une quantité substantielle de dioxyde de carbone, elle émettrait encore moins de lumière à 15 microns et semblerait encore plus froide. Bien que TRAPPIST-1 b soit chaud selon les normes terrestres, elle l' est moins que le côté jour de Mercure, qui possède une surface de roche et aucune atmosphère significative.

Planètes rocheuses en orbite autour de naines rouges ultrafroides

Début 2017, des astronomes ont signalé la découverte de sept planètes rocheuses en orbite autour d'une étoile naine rouge ultrafroide (ou naine M) à 40 années-lumière de la Terre. Ce qui est remarquable à propos de ses planètes, c'est leur similitude de taille et de masse avec les planètes rocheuses intérieures de notre propre système solaire. Bien qu'elles orbitent toutes beaucoup plus près de leur étoile que n'importe laquelle des planètes de notre système, toutes à distance moindre que celle de l'orbite de Mercure, elles reçoivent des quantités comparables d'énergie de leur petite étoile.
TRAPPIST-1 b, la planète la plus intérieure, a une distance orbitale d'environ un centième de celle de la Terre et reçoit environ quatre fois la quantité d'énergie que la Terre reçoit du Soleil. Bien qu'elle ne se trouve pas dans la zone habitable du système, son observation peut fournir des informations importantes sur ses planètes sœurs, ainsi que sur celles d'autres systèmes de naines M.

"Il y a dix fois plus de ces étoiles dans la Voie lactée qu'il n'y a d'étoiles comme le Soleil, et elles sont deux fois plus susceptibles d'avoir des planètes rocheuses que des étoiles comme notre Soleil", explique Greene. "Mais ce type d'étoile est aussi très actifs - elles sont très brillantes quand elles sont jeunes, et émettent de violentes éruptions et des rayons X qui peuvent évaporer une atmosphère."

La co-auteure Elsa Ducrot du Commissariat à l'énergie atomique (CEA) en France, qui faisait partie de l'équipe qui a mené des études antérieures sur le système TRAPPIST-1, ajoute : « Il est plus facile de caractériser les planètes telluriques autour d'étoiles plus petites et plus froides. . Si l'on veut comprendre l'habitabilité autour des étoiles M, le système TRAPPIST-1 est un formidable laboratoire. Ce sont les meilleures cibles dont nous disposons pour observer les atmosphères des planètes rocheuses. »

Détecter une atmosphère (ou pas)

Les observations précédentes de TRAPPIST-1 b avec les télescopes spatiaux Hubble et Spitzer n'ont trouvé aucune preuve d'atmosphère sans pour autant l'exclure formellement.

Une façon de réduire l'incertitude est de mesurer la température de surface. "Cette planète est verrouillée par les marées, avec un côté faisant face à l'étoile à tout moment et l'autre dans l'obscurité permanente", explique Pierre-Olivier Lagage du CEA, co-auteur de l'article. "S'il y a une atmosphère pour faire circuler et redistribuer la chaleur, le côté jour sera plus frais que s'il n'y a pas d'atmosphère."

L'équipe a utilisé une technique appelée photométrie d'éclipse secondaire , dans laquelle MIRI a mesuré le changement de luminosité du système lorsque la planète se déplaçait derrière l'étoile. Bien que TRAPPIST-1 b ne soit pas assez chaude pour émettre sa propre lumière dans le visible, elle emet dans l'infrarouge. En soustrayant la luminosité de l'étoile seule (pendant l'éclipse secondaire) de la luminosité de l'étoile et de la planète combinées, ils ont pu calculer avec succès la quantité de lumière infrarouge émise par la planète.

https://www.nasa.gov/sites/default/f...?itok=ycYl0m-O

Cette courbe de lumière montre le changement de luminosité du système TRAPPIST-1 lorsque la planète la plus interne, TRAPPIST-1 b, se déplace derrière l'étoile. Ce phénomène est connu sous le nom d'éclipse secondaire. Les astronomes ont utilisé l'instrument à infrarouge moyen (MIRI) du JWST pour mesurer la luminosité de la lumière dans cette partie du spectre. Lorsque la planète est à côté de l'étoile, la lumière émise à la fois par l'étoile et le côté jour de la planète atteint les capteurs du télescope et le système apparaît plus brillant. Lorsque la planète est derrière l'étoile, la lumière émise par la planète est masquée et seule la lumière de l'étoile atteint les instruments, provoquant une diminution de la luminosité apparente. Les astronomes peuvent soustraire la luminosité de l'étoile de la luminosité combinée de l'étoile et de la planète pour calculer la quantité de lumière infrarouge provenant du côté jour de la planète. Ceci est ensuite utilisé pour calculer la température diurne. Le graphique montre les données combinées de cinq observations distinctes effectuées à l'aide du filtre F1500W de MIRI, qui ne laisse passer que la lumière avec des longueurs d'onde comprises entre 13,5 et 16,6 microns jusqu'aux détecteurs. Les carrés bleus sont des mesures de luminosité individuelles. Les cercles rouges indiquent les mesures qui sont « regroupées » ou moyennées pour faciliter la visualisation de l'évolution dans le temps. La diminution de la luminosité lors de l'éclipse secondaire est inférieure à 0,1 %. MIRI a pu détecter des changements aussi petits que 0,027 % (ou 1 partie sur 3 700). Il s'agit de la première observation d'émission thermique de TRAPPIST-1 b, ou de toute planète aussi petite que la Terre et aussi froide que les planètes rocheuses de notre système solaire. Les observations sont répétées à l'aide d'un filtre de 12,8 microns afin de confirmer les résultats et d'affiner les interprétations.

Crédits : Illustration : NASA, ESA, ASC, J. Olmsted (STScI) ; Sciences : Thomas Greene (NASA Ames), Taylor Bell (BAERI), Elsa Ducrot (CEA), Pierre-Olivier Lagage (CEA)

Mesurer de minuscules changements de luminosité

La détection par le JWST d'une éclipse secondaire est en soi une étape majeure. Avec l'étoile 1 000 fois plus brillante que la planète, le changement de luminosité est inférieur à 0,1 %.

"Il y avait aussi une certaine crainte que nous manquions l'éclipse. Les planètes s"attirent les unes sur les autres, donc leurs orbites sont quelque peu irrégulières », explique Taylor Bell, chercheur postdoctoral au Bay Area Environmental Research Institute qui a analysé les données. "Mais c'était tout simplement incroyable : l'heure de l'éclipse que nous avons vue dans les données correspondait à l'heure prévue de quelques minutes."
L'équipe a analysé les données de cinq observations d'éclipses secondaires distinctes. "Nous avons comparé les résultats à des modèles informatiques montrant ce que devrait être la température dans différents scénarios", confie Ducrot. « Les résultats sont presque parfaitement cohérents avec un corps noir constitué de roche nue et sans atmosphère pour faire circuler la chaleur. Nous n'avons pas non plus vu de signes de lumière absorbée par le dioxyde de carbone, ce qui serait apparent dans ces mesures.

Cette recherche a été menée dans le cadre du programme Webb Guaranteed Time Observation (GTO) 1177 , qui est l'un des huit programmes de la première année scientifique du télescope, instauré pour aider à caractériser pleinement le système TRAPPIST-1. Des observations d'éclipse secondaires supplémentaires de TRAPPIST-1 b sont actuellement en cours, et maintenant qu'ils savent à quel point les données peuvent être bonnes, l'équipe espère éventuellement capturer une courbe de phase complète montrant le changement de luminosité sur toute l'orbite. Cela leur permettra de voir comment la température diurne change côté nocturne et de confirmer avec certitude si la planète a une atmosphère ou non.

"Il y avait une cible que je rêvais d'étudier", déclare Lagage, qui a travaillé sur le développement de l'instrument MIRI pendant plus de deux décennies. « Et c'était celle-ci. C'est la première fois que nous pouvons détecter l'émission d'une planète rocheuse et tempérée. C'est une étape vraiment importante dans l'histoire de la découverte des exoplanètes.

PS: Yves, merci quand même pour la grillade.

A l'occase ne te prives pas de nous en resservir. Je n'ai aucune exclusivité à partager ces passionnantes découvertes et il est plaisant de constater que tu suis tout cela avec grand intérêt. A bientôt.

**JPL** · 28/03/2023, 13h09

Merci pour le lien et la traduction. Ces gougnafiers utilisent encore les degrés Fahrenheit ! La conversion en degrés Celsius donne 204° Celsius pour la surface éclairée de la planète.

**tezcatlipoca** · 28/03/2023, 13h41

Envoyé par JPL

Merci pour le lien et la traduction. Ces gougnafiers utilisent encore les degrés Fahrenheit ! La conversion en degrés Celsius donne 204° Celsius pour la surface éclairée de la planète.

Merci pour la conversion. Pour ma part je trouve 232°C (Mais je suis nul en calcul, alors...)

**tezcatlipoca** · 28/03/2023, 14h46

Bonsoir,

La plus grande planète en orbite autour de TRAPPIST-1 ne semble pas avoir d'atmosphère

La découverte soulève des questions sur les atmosphères autour des planètes les plus froides du système

https://www.sciencenews.org/article/...-no-atmosphere

Article de Sid Perkins

Traduction automatique corrigée

Selon une nouvelle étude, une planète rocheuse qui entoure une petite étoile à près de 40 années-lumière de la Terre est chaude et aurait peu ou pas d'atmosphère du tout. La découverte soulève des questions sur la possibilité de la présence d'atmosphères sur les autres orbes du système planétaire.
Au centre du système se trouve l'étoile naine rouge baptisée TRAPPIST-1. Elle abrite sept planètes connues avec des masses allant de 0,3 à 1,4 fois celle de la Terre , dont quelques-unes pourraient contenir de l'eau liquide ( SN : 22/02/17 ; 19/03/18 ). La plus grande, TRAPPIST-1b, est la plus proche de son étoile mère et reçoit environ quatre fois le rayonnement que la Terre reçoit du soleil, explique Thomas Greene, astrobiologiste au centre de recherche Ames de la NASA à Moffett Field, en Californie.

https://www.sciencenews.org/wp-conte...t-1030x580.jpg

L'exoplanète TRAPPIST-1b (illustrée), qui tourne autour d'une étoile à près de 40 années-lumière de la Terre, a probablement peu ou pas d'atmosphère, selon une nouvelle étude
JPL-CALTECH/NASA

Comme toutes les autres planètes du système, TRAPPIST-1b est verrouillée par marée, ce qui signifie qu'un côté de la planète fait toujours face à l'étoile alors que l'autre est plongé dans une nuit perpétuelle. Les calculs suggèrent que si l'énergie de son étoile qui irradie TRAPPIST-1b était redistribuée autour de la planète par une atmosphère, par exemple, puis diffusée de manière égale dans toutes les directions, la température de surface serait d'environ 120° Celsius.

Mais la température diurne de la planète est en fait d'environ 230°C , rapportent Greene et ses collègues le 27 mars dans Nature. Cela, à son tour, suggère qu'il y a peu ou pas d'atmosphère pour transporter la chaleur du côté perpétuellement ensoleillé de la planète vers le côté obscur, selon l'équipe.
Pour prendre la température de TRAPPIST-1b, Greene et ses collègues ont utilisé le télescope spatial James Webb pour observer la planète dans une bande étroite de longueurs d'onde infrarouges et cela cinq fois en 2022. Parce que les observations ont été faites juste avant et après que la planète se soit esquivée derrière son étoile mère, les astronomes pouvaient voir la face entièrement éclairée de la planète, dit Greene.
Les résultats de l'équipe sont "le premier regard" approfondi "sur cette planète", déclare Knicole Colon, astrophysicienne au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland, qui n'a pas participé à l'étude. "Avec chaque observation, nous nous attendons à apprendre quelque chose de nouveau", ajoute-t-elle.

Les astronomes ont longtemps suggéré que les planètes autour des étoiles naines rouges pourraient ne pas être en mesure de conserver leur atmosphère, en grande partie parce que les éruptions fréquentes et à haute énergie de ces étoiles rongeraient toute enveloppe gazeuse qu'elles pourraient posséder au début de leurs histoire ( SN : 12/20 /22 ). Pourtant, il existe certains scénarios dans lesquels de telles éruptions pourraient réchauffer la surface d'une planète et entraîner un volcanisme qui, à son tour, produit des gaz qui pourraient aider à former une nouvelle atmosphère.

"Pour être totalement sûr que cette planète n'a pas d'atmosphère, nous avons besoin de beaucoup plus de mesures", explique Michaël Gillon, astrophysicien à l'Université de Liège en Belgique. Il est possible que lorsqu'elle sera observée à une plus grande variété de longueurs d'onde et sous d'autres angles, la planète puisse montrer des signes d'une mince atmosphère et donc éventuellement des indices d'un volcanisme.

Quoi qu'il en soit, dit Laura Kriedberg, astronome à l'Institut Max Planck d'astronomie à Heidelberg, en Allemagne, qui n'a pas non plus participé à l'étude, le nouveau résultat "motive définitivement une étude détaillée des planètes les plus froides du système, pour voir si le il en est de même pour elles.

**JPL** · 28/03/2023, 16h20

Envoyé par tezcatlipoca

Merci pour la conversion. Pour ma part je trouve 232°C (Mais je suis nul en calcul, alors...)

Comme je suis encore plus nul je n’ai même pas essayé de calculé, j’ai utilisé un utilitaire en ligne, mais je viens de me rendre compte que j’avais entré 400° F au lieu de 450

C’est donc 232° Celsius, ou 227° si on part de 500 K. À ce niveau-là on ne va pas chipoter sur les décimales

**tezcatlipoca** · 28/03/2023, 17h14

Avis aux plus savants d'entre vous. JPL stp, ne lève pas le doigt et reste tranquille.

"Les astronomes ont longtemps suggéré que les planètes autour des étoiles naines rouges pourraient ne pas être en mesure de conserver leur atmosphère, en grande partie parce que les éruptions fréquentes et à haute énergie de ces étoiles rongeraient toute enveloppe gazeuse qu'elles pourraient posséder au début de leurs histoire ( SN : 12/20 /22 ). Pourtant, il existe certains scénarios dans lesquels de telles éruptions pourraient réchauffer la surface d'une planète et entraîner un volcanisme qui, à son tour, produit des gaz qui pourraient aider à former une nouvelle atmosphère."

Ce passage de l'article me laisse un peu dubitatif.

Un scénario expliquant que les éruptions de l'étoile puissent engendrer du volcanisme, appliqué à TRAPPIST-1b est sans doute possible. Mais je pense pour ma part qu'il serait plus envisageable qu'une activité volcanique (éventuelle) ait pour origine des forces de marées.

Avec un âge du système estimé de 7,6 ± 2,2 milliards d'années, il serait aussi concevable que parmi ces exoplanètes, les plus massives puissent posséder un volcanisme encore actif dont l'origine du fonctionnement serait assez identique à celle des volcans terrestres ("chaleur d'accrétion" et dégradation d'éléments radioactifs).

Mais pour en revenir aux forces de marées, étant données notre connaissance des paramètres du système, en se basant sur des valeurs moyennes (masses, densités, orbites...) peut-on calculer les forces s'exerçant sur chacune de ces planètes pour contraindre des échauffements thermiques de ces corps, au moins approximativement ?

Mais j'imagine que leurs compositions et leurs structures peuvent interférer considérablement dans ces estimations ?...

**JPL** · 31/03/2023, 17h56

Je vous donne le lien vers un message que j’ai posté tout à l’heure dans une discussion sur ChatGPT parce que mes questions concernaient le sujet dont on parle ici : https://forums.futura-sciences.com/d...ml#post7076060

**tezcatlipoca** · 01/04/2023, 12h17

Bonjour,

Merci beaucoup JPL de t'être manifesté (malgré ma précédente et méchante recommandation de ne pas le faire)

. Etant quelque peu technophobe et surtout très idiot, je n'avais pas encore eu l'idée de me servir de ChatGPT. Tu as très bien fait de m'y inciter.

J'ai donc posé deux questions sur le calcul des forces de marées dans le système Trappist-1, et obtenu deux réponses. Je vous les livre ici :

Etant données notre connaissance des paramètres physiques du système Trappist-1A, en se basant sur des valeurs moyennes (masses, densités, orbites...) peut-on calculer l'intensité des forces de marées s'exerçant sur chacune de ses planètes pour contraindre les échauffements thermiques qui sont induits de cette façon ?

Oui, il est possible de calculer l'intensité des forces de marée exercées sur chacune des planètes du système Trappist-1A en utilisant les paramètres physiques connus telles que les masses, les densités et les orbites. Les forces de marée sont causées par les interactions gravitationnelles entre les planètes et leur étoile hôte, ainsi que par les interactions entre les planètes elles-mêmes.
Ces forces peuvent être calculées en utilisant les équations de la mécanique céleste, qui décrivent comment les objets en orbite se déplacent sous l'influence de la gravité. Les équations de la mécanique céleste prennent en compte les effets des forces de marée, qui peuvent être calculées en fonction des distances entre les planètes et leur étoile, ainsi que des masses des objets impliqués.
Les forces de marée peuvent entraîner des échauffements thermiques dans les planètes, qui peuvent avoir des effets significatifs sur leur habitabilité et leur évolution. En utilisant les calculs des forces de marée, il est donc possible d'estimer les échauffements thermiques subis par chacune des planètes du système Trappist-1A.
Cependant, il convient de noter que les modèles de forces de marée peuvent être complexes et les calculs nécessitent souvent des simulations numériques avancées pour prendre en compte tous les facteurs pertinents. De plus, les connaissances actuelles sur le système Trappist-1A sont encore relativement limitées, de sorte que des hypothèses supplémentaires peuvent être nécessaires pour estimer avec précision les forces de marée et les échauffements thermiques induits.

A partir des équations de la mécanique céleste, pouvez-vous me fournir les calculs pour les planètes de ce système, pour ses 7 exoplanètes, en se basant sur les valeurs moyennes des paramètres connus ?

Je suis désolé, mais en tant qu'IA, je ne dispose pas des données précises nécessaires pour effectuer les calculs de mécanique céleste pour le système Trappist-1A et ses 7 exoplanètes. De plus, ces calculs seraient très complexes et nécessiteraient des informations précises sur les masses, les densités, les orbites et les interactions gravitationnelles de chaque planète.
Cela étant dit, je peux vous expliquer brièvement les principes de la mécanique céleste et vous donner quelques idées sur les équations qui pourraient être utilisées pour calculer les forces de marées exercées sur les planètes de Trappist-1A.
La mécanique céleste est une branche de la physique qui étudie les mouvements des objets célestes sous l'influence de la gravité. Elle est basée sur les lois de Kepler et la loi universelle de la gravitation de Newton, qui décrivent l'interaction gravitationnelle entre deux corps massifs. Ces lois permettent de calculer les orbites des planètes autour de leur étoile hôte et de prédire leur mouvement futur.
Pour calculer les forces de marées exercées sur les planètes de Trappist-1A, il faudrait utiliser des équations de la théorie des marées, qui décrivent l'interaction gravitationnelle entre deux corps en orbite l'un autour de l'autre. Ces équations prennent en compte la masse, la densité, la distance et la période orbitale des corps impliqués, ainsi que la présence d'autres corps massifs dans le système.
Cependant, pour effectuer des calculs précis pour le système Trappist-1A, il serait nécessaire d'avoir des données plus précises sur les paramètres physiques de chaque planète, ce qui n'est actuellement pas le cas. En conséquence, il est difficile de fournir des calculs précis à partir des valeurs moyennes des paramètres connus.

N'ayant pas appris grand chose et restant aussi un peu sur ma faim, j'ai cependant une idée sensiblement plus claire sur ce qui différencie la solution théorique, de ces calculs en pratique.

**JPL** · 01/04/2023, 13h29

Attention, j’ai utilisé le moteur de recherche Bing avec GPT4 pour traiter les réponses. C’est assez différent de l’utilisation de GPT 3 ou 4 qui n’utilisent que leur seul apprentissage (obligatoirement limité). Bing utilise GPT4 uniquement pour résumer le contenu des articles que le moteur de recherche a trouvés sur le net.

**yves95210** · 01/04/2023, 14h05

Envoyé par JPL

Attention, j’ai utilisé le moteur de recherche Bing avec GPT4 pour traiter les réponses. C’est assez différent de l’utilisation de GPT 3 ou 4 qui n’utilisent que leur seul apprentissage (obligatoirement limité). Bing utilise GPT4 uniquement pour résumer le contenu des articles que le moteur de recherche a trouvés sur le net.

et pour traduire les questions en mots-clés utilisables par le moteur de recherche.

**tezcatlipoca** · 01/04/2023, 19h00

Ah d'accord!
Je n'avais pas compris la méthode. Comme déjà dit, je suis un technophobe invertébré du paléozoïque.
Ne vous désespérez pas de moi, dans 1000 ans je saurai me servir d'un ordinateur.

**JPL** · 01/04/2023, 19h06

Dans 1000 ans je risque de ne pas être là

Et peut-être même avant

**yves95210** · 01/04/2023, 19h16

Envoyé par JPL

Dans 1000 ans je risque de ne pas être là

Et peut-être même avant

Je crains que tu ne sois pas le seul. Aucun d'entre nous ne pourra assiste aux exploits en informatique de l'

immortel tezcatlipoca.
D'ailleurs, rien ne dit que les ordinateurs existeront encore, du moins tels que nous les connaissons aujourd'hui, une fois que les IA auront pris le pouvoir et sauront se répliquer...
Après une telle prédiction, digne de la date d'aujourd'hui,

au moins pour le moment (ça vaut mieux

)

**tezcatlipoca** · 01/05/2023, 17h28

Bonsoir,

Le JWST détecte de la vapeur d'eau, sans que l'on puisse identifier sa source, une planète rocheuse ou son étoile hôte.

https://www.esa.int/Science_Exploration

https://www.esa.int/var/esa/storage/...ar_pillars.jpg

[ Description de l'image : Graphique intitulé « Exoplanet GJ 486 b Transmission Spectrum ». L'axe y est étiqueté "Quantité de lumière bloquée" et l'axe x a une échelle allant d'environ 0,5 micron à plus de 5 microns. Lorsque vous vous déplacez vers la droite le long du graphique, deux lignes convergent et se chevauchent autour de 3 microns. Un encart montre une légende avec une ligne jaune intitulée "modèle de taches stellaires", une ligne bleue intitulée "modèle d'atmosphère riche en eau" et un point blanc avec une barre d'erreur verticale grise intitulée "Données du Webb".]

Les astronomes ont utilisé le télescope spatial James Webb pour étudier une exoplanète rocheuse connue sous le nom de GJ 486 b. Elle est trop proche de son étoile pour être dans la zone habitable, avec une température de surface d'environ 430 degrés Celsius. Et pourtant, leurs observations à l'aide du spectrographe proche infrarouge ( NIRSpec ) montrent des traces de vapeur d'eau. Si la vapeur d'eau est associée à la planète, cela indiquerait qu'elle possède une atmosphère malgré sa température torride et sa proximité avec son étoile. De la vapeur d'eau a déjà été vue sur des exoplanètes gazeuses, mais à ce jour aucune atmosphère n'a été détectée autour d'une exoplanète rocheuse. Cependant, l'équipe indique que la vapeur d'eau pourrait provenir de l'étoile elle-même car cela serait possible sur les étoiles "froides".

Ce graphique montre le spectre de transmission obtenu par les observations du telescope de l'exoplanète rocheuse GJ 486 b. L'analyse de l'équipe scientifique montre des indices de vapeur d'eau. Les modèles informatiques montrent que le signal pourrait provenir d'une atmosphère planétaire riche en eau (indiquée par la ligne bleue) ou de taches stellaires de l'étoile hôte, une naine rouge (indiquée par la ligne jaune). Les deux modèles divergent sensiblement à des longueurs d'onde infrarouges plus courtes, ce qui indique que des observations supplémentaires avec d'autres instruments du Webb seront nécessaires pour contraindre la source du signal de cette eau. L'illustration de fond d'une planète est un concept d'artiste. Le Webb n'a pas pris d'image de la planète.

GJ 486 b est environ 30% plus grand que la Terre et trois fois plus massif, ce qui signifie que c'est un monde rocheux avec une gravité plus forte que celle de notre planète. Elle orbite autour d'une étoile naine rouge une fois tous les deux jours terrestres. Elle doit avoir un côté toujours éclairé quand l'autre est dans une nuit permanente. Alors que la vapeur d'eau pourrait potentiellement indiquer la présence d'une atmosphère sur GJ 486 b, une explication tout aussi plausible qu'elle proviendrait de l'étoile. L'étoile hôte de cette planète est suffisamment froide pour que de la vapeur d'eau puisse exister dans sa photosphère. Étant donné que les taches stellaires (comme les taches solaires sur notre Soleil) sont plus froides que la zone environnante, la vapeur d'eau s'y concentrerait. En conséquence, cela pourrait créer un signal semblant être celui d' une atmosphère planétaire. Si une atmosphère est effectivement présente, elle devrait probablement être constamment renouvelée par des volcans, avec la vapeur d'eau provenant de l'intérieur planétaire.

Les futures observations du Webb pourraient nous en dire davantage sur ce système. Un programme à venir utilisera le Mid-Infrared Instrument ( MIRI ) pour observer le côté diurne de la planète. Si elle n'a pas d'atmosphère, ou seulement une atmosphère ténue, alors la partie la plus chaude du côté jour devrait être orientée directement vers l'étoile. Cependant, si le point le plus chaud est décalé, cela indiquerait une atmosphère qui peut faire circuler la chaleur.

En fin de compte, des observations à des longueurs d'onde infrarouges plus courtes par un autre instrument, le Near-Infrared Imager and Slitless Spectrograph ( NIRISS ), seront nécessaires pour différencier les scénarios d'atmosphère planétaire et de l'origine stellaire.

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