Yassin Jaziri - Photochimie dans l'atmosphère d'une exoplanète tempérée : K2-18 b скачать в хорошем качестве

Yassin Jaziri - Photochimie dans l'atmosphère d'une exoplanète tempérée : K2-18 b

Séminaire du LATMOS sur la photochimie dans l'atmosphère de l'exoplanète K2-18 b, donné par Yassin Jaziri (LATMOS) le 09/12/2025 (en français). --- La caractérisation des planètes sub-Neptunes tempérées telles que K2-18 b, en orbite dans la zone habitable des étoiles naines M, offre une occasion unique d'étudier la diversité des atmosphères exoplanétaires. Cependant, les récentes observations du JWST ont révélé des incohérences apparentes entre les instruments et soulignent la complexité de l'interprétation de ces données. Des analyses précédentes combinant les spectres HST et JWST/NIRISS-NIRSpec indiquent une atmosphère riche en H2 et contenant du CH4, avec éventuellement du CO2, favorisant une métallicité élevée et un rapport C/O supérieur à celui du Soleil dans des conditions chimiques de non-équilibre. Pourtant, les spectres MIRI LRS présentent des caractéristiques presque deux fois plus importantes que celles observées à des longueurs d'onde plus courtes, remettant en question ces interprétations faisant état d'une métallicité élevée et d'une richesse en CH4. Dans cette étude, nous explorons la composition atmosphérique de K2-18 b à l'aide d'un réseau étendu de modèles chimiques hors équilibre utilisant FRECKLL, complété par des récupérations atmosphériques qui intègrent l'absorption et la diffusion des aérosols. Nous faisons varier systématiquement la métallicité, le rapport C/O et le mélange vertical (Kzz), et testons l'influence d'analogues de brume photochimique formés au laboratoire. Notre analyse montre que, si les modèles hors équilibre favorisent les métallicités élevées (~100 à 300 fois celle du Soleil) et les rapports C/O ≥ 2, l'inclusion d'aérosols absorbants, en particulier les tholins pauvres en azote et dominés par le CH4, permet de reproduire les caractéristiques NIRISS et MIRI tout en réduisant la métallicité déduite d'un ordre de grandeur. Ces brumes expliquent la pente spectrale du NIRISS par diffusion et l'absorption du MIRI près de 7 um par les modes de flexion C-H. Nos résultats démontrent que les dégénérescences entre la métallicité, les abondances moléculaires et les propriétés des aérosols jouent un rôle clé dans l'interprétation des spectres des planètes sub-Neptuniennes. Ils soulignent en outre la nécessité de modèles hors équilibre et incluant les aérosols afin d'éviter les récupérations biaisées basées sur des hypothèses d'abondance constante. Les futures observations JWST/NIRSpec G395H et ELT/ANDES, combinées à des études en laboratoire sur la brume, seront cruciales pour démêler ces effets et affiner les perspectives d'habitabilité dans les atmosphères tempérées des planètes sub-Neptune.