Si la Télescope spatial James Webb (JWST) Si l’on a déjà observé plusieurs exoplanètes, celle-ci présente de nouvelles particularités. Découverte par l’équipe de l’Institut Max Planck en Allemagne, il s’agit en effet de la toute première exoplanète imagée directement par le JWST, apparaissant comme un point lumineux sur une image, et également l’une des exoplanètes les plus froides découvertes jusqu’à présent avec une température d’environ 2°C.
Nommé Eps Ind Ab, il est situé à environ 12 années-lumière de la Terre et son image a été prise avec le coronographe de l’instrument. MIRI (Instrument à infrarouge moyen) du télescope spatial James Webb. Un coronographe est un dispositif optique utilisé pour bloquer la lumière directe d’une étoile afin de pouvoir observer les objets proches.
À gauche se trouve Eps Ind Ab, tandis qu’à droite le symbole de l’étoile marque l’emplacement de l’étoile hôte Epsilon Indi A, dont la lumière a été obscurcie par le coronographe.
Crédits : NASA, ESA, CSA, STScI, E. Matthews (Institut Max Planck d’astronomie)
« Les planètes froides sont très faibles et la plupart de leurs émissions se situent dans l’infrarouge moyen. »explique Elisabeth Matthews, chercheuse principale à l’Institut Max Planck. « Le télescope Webb est idéal pour l’imagerie dans l’infrarouge moyen, une tâche très difficile depuis la Terre. De plus, nous avions besoin d’une bonne résolution spatiale pour distinguer la planète de l’étoile sur nos images, et le grand miroir du télescope Webb est particulièrement utile à cet égard. »
Détecter des planètes géantes gazeuses froides n’est pas une tâche facile. Les astronomes utilisent donc la méthode des vitesses radiales, même si elle est sujette à des erreurs, notamment avec des orbites longues comme celle de l’exoplanète Eps Ind Ab, qui met 200 ans à faire le tour de son étoile. La vitesse radiale est une méthode utilisée en astronomie pour détecter les exoplanètes en observant les variations de vitesse d’une étoile causées par l’attraction gravitationnelle d’une planète en orbite.
Les images recadrées obtenues par MIRI montrent clairement l’exoplanète Eps Ind Ab, qui ne correspond pas aux positions attendues à partir des précédentes mesures de vitesse radiale. Selon les astronomes, cette planète a une masse six fois supérieure à celle de Jupiter. Son orbite excentrique varie entre 20 et 40 unités astronomiques, des distances similaires à celles d’Uranus, Neptune ou Pluton par rapport au Soleil. Une orbite excentrique est une orbite dans laquelle la trajectoire d’un objet autour de son étoile n’est pas parfaitement circulaire, mais plutôt allongée ou elliptique. L’excentricité mesure donc dans quelle mesure l’orbite s’écarte d’un cercle parfait.
Impression d’artiste du télescope spatial James Webb
Crédits : NASA GSFC/CIL/Adriana Manrique Gutierrez, 2021
« Cette découverte est passionnante car la planète est assez similaire à Jupiter : elle est un peu plus chaude et plus massive, mais elle ressemble plus à Jupiter que toute autre planète imagée jusqu’à présent. »explique Elisabeth Matthews.
La planète est également plus faible que prévu aux courtes longueurs d’onde, ce qui suggère la présence d’éléments lourds dans son atmosphère, potentiellement sous forme de méthane, de monoxyde de carbone ou de dioxyde de carbone, voire d’une atmosphère nuageuse.
Les astronomes prévoient de poursuivre leurs recherches pour détailler la composition chimique de cette exoplanète et d’explorer d’autres géantes gazeuses froides dans les systèmes planétaires proches, dans l’espoir de mieux comprendre leur formation et leur évolution. La plupart des exoplanètes connues étant très différentes des planètes de notre système solaire, Eps Ind Ab offre aux astronomes une opportunité unique d’étudier la composition atmosphérique d’une exoplanète similaire à nos planètes.
Sources : NASA, télescope spatial Webb