Surprise, du baryum a été retrouvé dans l'atmosphère de deux exoplanètes

Les mondes qui peuplent l'Univers au-delà du Système solaire peuvent être particulièrement exotiques. Il y a deux ans, David Ehrenreich, professeur à l'Observatoire de l'Université de Genève, avait conduit une recherche sur l'exoplanète géante et ultra-chaude WASP-76 b sur laquelle, en soirée, il pleut du fer. Oui, une pluie métallique.

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Et cette fois-ci, le même instrument développé par la Suisse qui opère sur le Very Large Telescope, ESPRESSO, a détecté dans l'atmosphère de cette même planète et d'une autre géante gazeuse ultra-chaude du baryum, un élément deux fois et demi plus lourd que le fer, révèle une étude à participation genevoise et du Pôle de Recherche National PlanetS parue dans Astronomy & Astrophysics.

Il s'agit de l'élément le plus lourd jamais détecté dans le ciel d'une exoplanète – numéro atomique 56. Sa racine grecque, βαρύς, signifie d'ailleurs exactement cela: "lourd".

La haute altitude, une surprise

"Il s'agit en quelque sorte d'une découverte accidentelle", explique dans un communiqué de l'UNIGE Tomás Azevedo Silva, doctorant à l'Université de Porto et à l'Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) au Portugal, qui a dirigé l'étude. "Nous ne nous attendions pas ou ne cherchions pas de baryum en particulier et nous avons dû vérifier par recoupement que celui-ci provenait bien de la planète, car la présence de ce métal n'avait jamais été identifiée sur une exoplanète auparavant".

Retrouver cet élément si haut dans l'atmosphère est "curieux et contre-intuitif", selon lui. Cela suggère que cette catégorie d'exoterres est encore plus étrange qu'envisagé auparavant.

WASP-76 b et WASP-121 b font partie des planètes de type Jupiter ultra-chaudes (lire encadré) les mieux étudiées: de nombreux éléments chimiques ont déjà été identifiés par spectroscopie – la spécialité d'ESPRESSO – comme signatures de leurs dynamiques atmosphériques. Ces deux mondes possèdent une forte gravité et, par conséquent, elle devrait en théorie entraîner le baryum vers les couches profondes des cieux ou le projeter sur le sol.

Une météorologie de l'extrême

Le baryum a été amené en haute altitude grâce à des mécanisme que les scientifiques ne comprennent pas encore: "Leurs atmosphères sont presque stellaires", remarque David Ehrenreich, qui a aussi participé à cette recherche. "On a aussi trouvé du cobalt et du strontium. Tous les éléments naturels, ou presque, de la classification périodique peuvent y être, comme dans l'atmosphère de notre Soleil".

Et de préciser que cette similitude avec une étoile n'existe que du côté jour de ces mondes qui irradient fortement: "Côté nuit, tout reste très chaud. Mais on ne sait pas trop si le baryum coule, se condense, ou s'il pleut, comme c'est le cas du fer... Cela va dépendre des conditions régnant la nuit et des propriété des vapeurs de ces métaux. C'est une météorologie de l'extrême et inconnue", résume-t-il au téléphone, joint par RTSinfo.

Si le fer est présent le soir, mais pas le matin sur WASP-76 b et WASP-121 b, les astronomes n'ont pas réussi à déterminer si c'était aussi le cas pour le baryum, les instruments n'ayant pas la précision nécessaire pour l'heure.

Feux d'artifices permanents?

Sur Terre les spécialistes en pyrotechnie utilisent le baryum pour des explosions vertes et le fer pour des dorées.

A des millions d'années-lumière de notre planète bleue, avec ces deux métaux dans leurs atmosphères, ces mystérieuses exoplanètes brûlantes ont peut-être dans leur cieux des feux d'artifices permanents polychromes...

Stéphanie Jaquet