Le télescope James Webb aperçoit de petites planètes lointaines

BALTIMORE — Lorsque le télescope spatial James Webb a été imaginé pour la première fois, les exoplanètes n’avaient même pas encore été découvertes. Maintenant, l’observatoire montre aux astronomes ce qu’il peut apprendre sur les planètes en orbite autour d’autres étoiles, y compris les plus petites.

Depuis son lancement en décembre 2021, JWST avait déjà “sniffé” les ambiances de planètes de la taille de Jupiter en orbite très proche de leurs étoiles (SN : 26/08/22). Ces mondes intenses sont intéressants, mais pas les endroits où les astronomes espèrent chercher des signes de vie. Le télescope obtient maintenant des aperçus d’atmosphères sur des exoplanètes connues de la persuasion plus terrestre, ont rapporté les astronomes les 13 et 14 décembre au Premiers résultats scientifiques du JWST conférence.

Et JWST commence également à trouver de nouveaux mondes rocheux.

Ces premiers aperçus de mondes lointains ne révèlent pas encore grand-chose sur ces lieux éloignés. Mais les chercheurs sont encouragés par ce que la vision nette de JWST dans les longueurs d’onde infrarouges pourrait éventuellement découvrir sur les petites planètes au-delà de notre système solaire.

“Le message principal est que nous sommes en affaires”, a déclaré l’astronome de l’Université de Montréal, Björn Benneke. “Nous n’avons même pas encore toutes les observations, mais elles sont déjà assez excitantes.”

L’une des plus petites planètes que JWST a examinées est GJ 1214b, qui a frustré les astronomes depuis sa découverte en 2009 (SN : 16/12/09). La planète est un sous-Neptune, ce qui signifie que sa taille se situe quelque part entre celle d’un monde rocheux comme la Terre et celle d’un monde gazeux comme Neptune.

“Qu’est-ce que c’est que les sous-Neptunes ?” a demandé l’astronome Eliza Kempton de l’Université du Maryland à College Park. Il pourrait s’agir de boules de roche avec des atmosphères épaisses d’hydrogène et d’hélium, ou peut-être mondes aquatiques (SN : 22/02/12). “Ce que nous aimerions faire avec la caractérisation atmosphérique, c’est mesurer leurs atmosphères et voir laquelle est laquelle”, a déclaré Kempton.

Auparavant, les astronomes essayaient d’observer la composition de l’atmosphère de GJ 1214b en regardant comment la lumière des étoiles la traversait. Mais l’ambiance est épais et brumeuxbloquant la capacité des astronomes à y détecter des molécules individuelles.

Au lieu de regarder la planète passer devant son étoile, Kempton et ses collègues ont utilisé JWST pour rechercher la lueur de la planète juste avant qu’elle ne disparaisse derrière l’étoile. Et cela a fonctionné : Après 38 heures d’observation, les chercheurs ont détecté la lueur infrarouge de la planète, a déclaré Kempton dans une présentation le 13 décembre.

Il reste encore du travail à faire, mais les données initiales suggèrent que la planète contient de nombreux composants chimiques, dont peut-être de l’eau et du méthane. Il est également enrichi en éléments plus lourds que l’hydrogène et l’hélium.

Quant à savoir quel genre de monde est GJ 1214b, “je dirais que nous n’en sommes pas encore là”, a déclaré Kempton. Il pourrait s’agir d’une planète aqueuse, a-t-elle dit, ou d’une planète gazeuse qui a perdu une bonne quantité de ses éléments plus légers.

Le télescope a également eu son premier regard sur l’alléchant Système TRAPPIST-1Benneke a déclaré dans une autre présentation le 13 décembre (SN : 13/12/17). Découvert en 2017, le système contient sept mondes de la taille de la Terre qui sont probablement rocheux. Trois de ces planètes pourraient avoir les bonnes températures pour que l’eau liquide existe à leur surface, ce qui en fait des cibles particulièrement intéressantes pour le JWST et d’autres télescopes pour rechercher des signes de vie.

Mais TRAPPIST-1 est une petite étoile rouge appelée naine M, un type d’étoile connu pour ses éruptions violentes et son fort rayonnement. Pendant des années, les astronomes se sont demandé si les planètes autour de ces étoiles seraient hospitalières à la vieou si les étoiles dépouillaient les atmosphères de leurs planètes (SN : 14/06/17).

“Si les planètes TRAPPIST n’ont pas d’atmosphères, alors nous devons passer” des nains M à la recherche de vie extraterrestre, déclare l’astronome Mercedes Lόpez-Morales du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics à Cambridge, Mass., qui était pas impliqué dans les nouvelles observations du JWST.

Le premier regard de JWST sur l’un de ces mondes potentiellement habitables, TRAPPIST-1g, n’a révélé aucun signe clair d’une atmosphère. Mais le télescope n’a regardé la planète que pendant environ cinq heures. Avec plus d’observations, une atmosphère devrait être détectable si elle est là, a déclaré Benneke.

JWST se lance également dans le jeu de la chasse aux planètes, a déclaré l’astronome Kevin Stevenson le 14 décembre. Le télescope a revérifié une observation potentiellement intéressante d’un autre télescope et a confirmé qu’il avait vu un monde rocheux de la taille de la Terre autour d’un nain M à proximité. Cela prouve que JWST a la précision nécessaire pour trouver de tels mondes.

“C’est un résultat passionnant, peut-être la première découverte d’une exoplanète par JWST”, a déclaré Stevenson, du Space Telescope Science Institute de Baltimore. La planète orbite autour de son étoile sombre tous les deux jours, il fait donc probablement environ 225 ° Celsius à la surface – probablement trop chaud pour être habitable, dit-il. “Cela ressemble plus à une exo-Vénus qu’à une exo-Terre.”

Les résultats ouvrent également la voie à de futurs observatoires, a déclaré l’astrophysicien John Mather du Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, dans le Maryland. liste de souhaits pour les futures missions comprend un télescope qui peut creuser encore plus loin dans les détails des mondes potentiellement habitables.

“Si ce n’est pas impossible”, a déclaré Mather, “faisons-le.”