L'émission thermique des exoplanètes est une clé précieuse pour comprendre leur atmosphère, notamment leur composition chimique et la structure de leur température. Grâce au télescope spatial James Webb (JWST), qui offre une couverture de longueurs d'onde plus large, une sensibilité accrue et une meilleure résolution, les astronomes peuvent désormais obtenir des données robustes sur ces caractéristiques. En particulier, le JWST a permis de détecter des produits photochimiques, ce qui renforce le besoin de méthodes d'analyse capables de naviguer à travers des espaces de paramètres complexes pour une interprétation précise des données. C'est là qu'intervient NEXOTRANS, un module d'extraction d'émission qui utilise des techniques avancées pour déchiffrer les informations contenues dans les spectres d'émission.
Le module NEXOTRANS utilise des approximations du transfert radiatif et s'appuie sur des méthodes de Bayésienne et d'apprentissage automatique pour analyser les données. Ce système intègre également des modèles de chimie hors équilibre pour identifier des espèces photochimiques comme le dioxyde de soufre (SO2). Dans une étude sur WASP-69b, une exoplanète observée par JWST, NEXOTRANS a analysé des informations issues des systèmes NIRCam et MIRI sur un éventail de longueurs d'onde de 2 à 12 microns. Les résultats obtenus ont permis de contraindre avec précision les ratios de mélange volumique pour l'eau (H2O), le dioxyde de carbone (CO2), le monoxyde de carbone (CO), le méthane (CH4) et le SO2 potentiel.
Les données révèlent, par exemple, que le modèle le mieux ajusté montre que pour l'eau, le rapport volumique est de -3,78, tandis que pour le dioxyde de carbone, il est de -5,77, indiquant une forte absorption aux 4,3 microns. Un autre modèle, combinant chimie d’équilibre et couvertures d'aérosols non uniformes, fournit des indices sur des caractéristiques chimiques, avec un rapport carbone/oxygène (C/O) de 0,42 et une metallicité environ 17 fois supérieure à celle du Soleil. De plus, ce modèle hybrides contraint également le SO2 avec un rapport volumique de -4,85, suggérant des caractéristiques d'absorption dans la plage de 7 à 8 microns. Ces résultats illustrent la capacité de NEXOTRANS à améliorer significativement l'interprétation des spectres d'émission du JWST, apportant ainsi des éclairages précieux sur les atmosphères des exoplanètes. Avec ces avancées, nous nous rapprochons un peu plus de la compréhension des atmosphères lointaines, et de ce qui pourrait se cacher au-delà de notre système solaire.
Retrouvez l'article scientifique au complet (en anglais) ici : A Next-Generation Exoplanet Atmospheric Retrieval Framework NEXOTRANS for Emission Spectroscopy: New Constraints and Atmospheric Characterization of WASP-69b Using JWST NIRCam and MIRI Observations
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