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Le JWST a également obtenu le premier spectre direct d’un objet en orbite autour d’une étoile dans un autre système solaire. Il s’agit de la première image d’une exoplanète prise par le télescope spatial James Webb.

« Nous mesurons en fait les photons de l’atmosphère de la planète elle-même », explique l’astronome Sasha Hinkley de l’université d’Exeter en Angleterre. Voir ces particules de lumière, « pour moi, c’est très excitant ».

La planète fait environ sept fois la masse de Jupiter et se trouve plus de 100 fois plus loin de son étoile que la Terre ne l’est du soleil, comme le montrent les observations directes de l’exoplanète HIP 65426 b. Elle est également jeune, environ 10 ou 20 millions d’années, par rapport à la Terre, vieille de plus de 4 milliards d’années, rapportent Hinkley et ses collègues dans une étude soumise le 31 août sur arXiv.org.

Ces trois caractéristiques – taille, distance et jeunesse – ont fait de HIP 65426 b une planète relativement facile à voir, et donc une bonne planète pour tester les capacités d’observation du JWST. Et le télescope a une fois de plus dépassé les attentes des astronomes (SN : 7/11/22).

« Nous avons démontré la puissance du JWST en tant qu’instrument d’imagerie directe des exoplanètes », déclare Aarynn Carter, astronome spécialiste des exoplanètes et co-auteur du projet, de l’Université de Californie à Santa Cruz.

Les astronomes ont découvert plus de 5 000 planètes en orbite autour d’autres étoiles (SN : 3/22/22). Mais presque toutes ces planètes ont été détectées indirectement, soit parce que les planètes exercent leur gravité sur les étoiles, soit parce qu’elles bloquent la lumière des étoiles en passant entre l’étoile et le télescope.

Pour voir une planète directement, les astronomes doivent bloquer la lumière de son étoile et laisser briller la lumière de la planète elle-même, un processus délicat. Cela a déjà été fait, mais pour seulement une vingtaine de planètes au total (SN : 11/13/08 ; SN : 3/14/13 ; SN : 7/22/20).

« Dans tous les domaines de la découverte d’exoplanètes, la nature a été très généreuse », explique Sara Seager, astrophysicienne au MIT, qui n’a pas participé à la découverte du JWST. « C’est le seul domaine où la nature ne s’est pas vraiment manifestée ».

En 2017, les astronomes ont découvert HIP 65426 b et en ont pris une image directe à l’aide d’un instrument sur le Very Large Telescope au Chili. Mais comme ce télescope est au sol, il ne peut pas voir toute la lumière provenant de l’exoplanète. L’atmosphère terrestre absorbe une grande partie des longueurs d’onde infrarouges de la planète – exactement les longueurs d’onde que le JWST excelle à observer. Le télescope spatial a observé la planète le 17 juillet et le 30 juillet, capturant son éclat dans quatre longueurs d’onde infrarouges différentes.

« Ce sont des longueurs d’onde de la lumière dans lesquelles nous n’avons jamais vu d’exoplanètes auparavant », déclare Hinkley. « Cela fait littéralement six ans que j’attends ce jour. C’est une sensation extraordinaire ».

Les images dans ces longueurs d’onde permettront de révéler comment les planètes se sont formées et de quoi sont faites leurs atmosphères.

« L’imagerie directe est notre avenir », déclare Seager. « C’est incroyable de voir le Webb fonctionner aussi bien ».

Bien que l’équipe n’ait pas encore étudié l’atmosphère de HIP 65426 b en détail, elle a rapporté le premier spectre – une mesure de la lumière dans une gamme de longueurs d’onde – d’un objet orbitant autour d’une étoile différente. Le spectre permet d’approfondir la connaissance de la chimie et de l’atmosphère de l’objet, ont rapporté l’astronome Brittany Miles de l’UC Santa Cruz et ses collègues le 1er septembre sur arXiv.org.

Cet objet s’appelle VHS 1256 b. Il est aussi lourd que 20 Jupiters, et pourrait donc être davantage un objet de transition entre une planète et une étoile, appelé naine brune, qu’une planète géante. Le JWST a trouvé des preuves que les quantités de monoxyde de carbone et de méthane dans l’atmosphère de l’orbe sont hors d’équilibre. Cela signifie que l’atmosphère se mélange, les vents ou les courants attirant les molécules des profondeurs vers le sommet et vice versa. Le télescope a également observé des signes de nuages de sable, une caractéristique commune des atmosphères de naines brunes (SN : 7/8/22).

« Il s’agit probablement d’une atmosphère violente et turbulente, remplie de nuages », explique Hinkley.

HIP 65426 b et VHS 1256 b ne ressemblent à rien de ce que nous voyons dans notre système solaire. Elles se trouvent à plus de trois fois la distance entre Uranus et leur étoile, ce qui suggère qu’elles se sont formées d’une manière totalement différente des planètes plus familières. Dans leurs travaux futurs, les astronomes espèrent utiliser le JWST pour observer des planètes plus petites et plus proches de leur étoile.

« Ce que nous aimerions faire, c’est descendre pour étudier les Terres, n’est-ce pas ? Nous aimerions vraiment obtenir la première image d’une Terre en orbite autour d’une autre étoile », explique M. Hinkley. C’est probablement hors de portée du JWST – les planètes de la taille de la Terre sont encore trop petites pour être vues. Mais une Saturne ? C’est peut-être quelque chose sur laquelle le JWST pourrait jeter son dévolu.

Adaptation Terra Porjects

source : https://www.sciencenews.org/

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