Grâce au Très Grand Télescope (VLT) de l'Observatoire européen austral (ESO), les astronomes ont observé une planète où il existe des pluies de fer. Les résultats ont été publiés dans la revue Nature.

La planète WASP-76b en question se trouve à environ 640 années-lumière de la Terre dans la constellation des Poissons. Du côté diurne de cette exoplanète géante ultra-chaude, la température dépasse 2.400°C. Une température suffisante pour l'évaporation de métaux. Un vent fort transporte les vapeurs de fer du côté nocturne plus froid, où elles se condensent en gouttes de fer.

«On peut dire que les soirées sont pluvieuses sur cette planète, sauf qu'il pleut du fer», a déclaré David Ehrenreich, directeur de l'étude de cette exoplanète originale et professeur de l'université de Genève, dans le communiqué de presse de l'ESO.

Un phénomène aussi étrange se produit parce que la planète des pluies de fer est constamment orientée vers son étoile-mère du côté diurne, alors que son côté nocturne est plongé dans la pénombre éternelle. Tout comme la Lune, qui est reliée de la même manière à la Terre, la planète WASP-76b se trouve sous l'emprise des effets de marée de son étoile.

Le côté diurne de la planète est bombardé par un rayonnement de son étoile-mère des milliers de fois plus puissant que la Terre par le Soleil. Il y fait si chaud que les molécules se divisent en atomes, et les métaux tels que le fer s'évaporent. L'extrême différence des températures entre les côtés diurne et nocturne de la planète provoque des vents puissants dans l'atmosphère métallique qui amènent des vapeurs ferreuses du côté chaud en direction du côté nocturne plus froid, où la température descend jusqu'à -1.500°C. C'est suffisant pour la condensation des vapeurs de fer et les précipitations sous la forme de pluie.

Des lignes de vapeurs ferreuses
Cette nouvelle étude indique que sur les côtés diurne et nocturne de la planète WASP-76b il existe une différence fondamentale non seulement de températures, mais également en termes de composition chimique. À l'aide du nouveau spectrographe ESPRESSO sur le télescope de l'ESO VLT dans le désert montagneux chilien d'Atacama, les astronomes ont enregistré pour la première fois sur la géante gazeuse ultra-chaude des changements chimiques: de fortes lignes de vapeurs ferreuses sur le terminateur, la ligne qui sépare les faces éclairées et non éclairées d'un corps céleste. Les chercheurs ont été surpris de ne pas voir des vapeurs de fer dans la zone «matinale» de la planète. Cela s'explique, selon eux, par les pluies de fer du côté nocturne de la planète.

«Les observations indiquent que l'abondance de vapeur de fer dans l'atmosphère de WASP-76b est élevée du côté éclairé chaud de la planète. Une partie du fer est amenée du côté nocturne grâce à la rotation axiale de la planète et aux vents atmosphériques»,  ajoute l'une des auteurs de l'article Maria Rosa Zapatero Osorio, astrophysicienne du Centre astrobiologique de Madrid, chef du groupe de chercheurs-développeurs du spectrographe ESPRESSO.

Ce résultat a été obtenu au cours des toutes premières observations avec le spectrographe ESPRESSO en septembre 2018, réalisées par un consortium scientifique de spécialistes du Portugal, d'Italie, de Suisse et d'Espagne.

Un spectrographe dernier cri
Le Spectrographe échelle pour l'observation de planètes rocheuses et des observations spectroscopiques stables (ESPRESSO) a été initialement conçu pour rechercher des planètes similaires à la Terre autour des étoiles semblables au Soleil. Mais il s'est avéré que le spectrographe pouvait également remplir d'autres fonctions d'observation.

«Nous avons rapidement compris que l'immense puissance collectrice du VLT et la grande stabilité de l'ESPRESSO en font un dispositif parfaitement adapté à l'étude des atmosphères d'exoplanètes», déclare un autre auteur de l'étude Pedro Figueira du bureau chilien de l'ESO, responsable de l'exploitation de l'ESPRESSO.

«Maintenant, nous avons obtenu une toute nouvelle méthode d'observation des conditions climatiques sur des exoplanètes extraordinaires», conclut David Ehrenreich.

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