Détecter le baryum dans l'atmosphère d'une exoplanète

Cette animation illustre la méthode de spectroscopie de transit que les astronomes utilisent pour étudier l'atmosphère des exoplanètes. Lorsque la planète passe devant son étoile, la lumière de l'étoile est filtrée par les éléments et les molécules de la couche gazeuse, ce qui modifie la lumière stellaire que nous observons ici sur Terre, et laisse une empreinte chimique unique dans le spectre observé.

Les astronomes ont utilisé cette technique de transit pour découvrir du baryum, l'élément le plus lourd jamais détecté dans l'atmosphère d'une exoplanète, dans deux exoplanètes, WASP-76 b et WASP-121 b. L'étoile est composée de nombreux éléments, dont l'hydrogène et de petites traces de baryum. Lorsque la lumière stellaire est filtrée par l'atmosphère de la planète, l'empreinte du baryum devient plus forte, indiquant sa présence invisible. Notez que dans les spectres réels de WASP-76 b et WASP-121 b, il y a de nombreux éléments autres que l'hydrogène et le baryum, les deux que nous avons choisi d'illustrer dans cette animation. L'hydrogène est l'élément le plus simple de l'Univers, avec un seul proton dans son noyau ; le baryum est beaucoup plus lourd, avec 56 protons dans son noyau.

Le baryum a été découvert dans les deux jupiters ultra chauds WASP-76 b et WASP-121 b à l'aide de l'instrument ESPRESSO extrêmement sensible du Very Large Telescope de l'ESO. La façon dont le baryum peut exister à des altitudes aussi élevées dans ces atmosphères exotiques reste un mystère pour les astronomes.