Un point lumineux sur une image. C’est tout ce que les astronomes pouvaient espérer. Et ils l’ont obtenu. À l’aide du télescope spatial James-Webb, ils viennent d’observer une exoplanète géante gazeuse froide.
En matière d’exoplanètes, le télescope spatial James-Webb (JWST) n’est pas un débutant. Il en a déjà observé plus d’une. Mais celle dont discutent aujourd’hui des astronomes de l’Institut Max Planck (Allemagne) est inhabituelle à plusieurs égards. D’abord parce qu’elle correspond à la toute première exoplanète imagée – comprenez que la planète apparaît bel et bien comme un point lumineux sur une image – par le JWST alors qu’elle ne l’avait jamais été depuis le sol. Ensuite parce qu’elle est bien plus froide que les planètes gazeuses auxquelles le télescope spatial s’était intéressé jusqu’ici.
Par le passé, des études avaient déjà soupçonné la présence d’une planète en orbite autour de la composante principale du système triple Epsilon Indi, une étoile naine rouge un peu plus petite et plus froide que notre Soleil. « À notre grande surprise, la tache lumineuse apparue sur les images renvoyées par l’instrument Miri [Mid-Infrared Instrument, NDLR] ne correspondait pas à la position que nous attendions pour la planète Eps Ind Ab [comme la désignent les astronomes, NDLR] », souligne Elisabeth Matthew, chercheur à l’Institut Max Planck.
Des planètes difficiles à débusquer
Notez qu’il est difficile pour les astronomes de débusquer des planètes géantes gazeuses froides. Leur orbite large ne permet, par exemple, pas un signal de transit assez fort. Alors les chercheurs comptent sur la méthode de la vitesse radiale. Mais ils ne peuvent surveiller qu’une petite section de l’orbite trop longue de telles planètes. Ce qui peut être source d’erreurs. L’exemple de Eps Ind Ab – qui a besoin de 200 ans pour faire le tour de son étoile – le confirme.
Et la proximité de la planète extrasolaire avec la Terre (environ 12 années-lumière) en faisait un bon candidat pour tester les capacités de l’instrument Miri du télescope spatial James-Webb équipé d’un coronographe – pour masquer la lumière aveuglante de l’étoile hôte – à résoudre ces problèmes. Plus la distance à l’étoile est petite, en effet, plus les efforts d’atténuation des interférences de l’étoile sont payants. Car la séparation entre deux objets est plus marquée.
Les caractéristiques de cette exoplanète rare
Dans la revue Nature, les astronomes présentent les caractéristiques de celle qu’ils qualifient de « nouvelle exoplanète » – car elle ne correspond pas à celle qui avait été pressentie par les mesures de vitesse radiale. Eps Ind Ab a une masse de six fois celle de notre Jupiter. Son orbite elliptique excentrique l’emmène jusqu’à une distance comprise entre 20 et 40 unités astronomiques, soit aussi loin que le sont Uranus, Neptune ou Pluton de notre Soleil.
Les chercheurs notent aussi que la planète apparaît plus faible que prévu aux courtes longueurs d’onde. Cela pourrait indiquer des quantités substantielles d’éléments lourds dans son atmosphère. Du carbone (C) pourrait, ainsi y avoir formé du méthane (CH4) ou encore du monoxyde (CO) ou du dioxyde de carbone (CO2). Ce n’est pas étonnant pour une planète gazeuse. Mais cela pourrait aussi être le signe d’une atmosphère nuageuse. Une idée qui reste à vérifier.
Les astronomes comptent d’ailleurs poursuivre leurs travaux sur Eps Ind Ab. Pour en détailler la composition chimique. Ils espèrent aussi se lancer, sur le même modèle, dans la recherche d’autres planètes géantes gazeuses froides dans d’autres systèmes planétaires proches de la Terre. Avec l’ambition de mieux comprendre comment ces planètes se forment et évoluent.
