Lorsque le télescope spatial James Webb a révélé ses cinq premières images au public en juillet, la communauté scientifique a été stupéfaite. Ce projet ambitieux, qui a nécessité des décennies de travail, a porté ses fruits avec des images de l’univers lointain parmi les plus détaillées jamais réalisées.
Parmi ces réalisations, le télescope a permis aux humains de mieux observer et cataloguer les exoplanètes, c’est-à-dire les planètes qui existent en dehors de notre système solaire. La NASA décrit le télescope comme étant taillé sur mesure pour étudier ces corps insaisissables qui, en raison de leur taille comparativement plus petite, sont beaucoup plus difficiles à observer que les étoiles lointaines. Le télescope Webb est particulièrement adapté à l’observation des atmosphères des exoplanètes – un projet passionnant, car la compréhension de leur composition chimique pourrait être la clé de la découverte de la vie extraterrestre.
Les nouvelles concernant les découvertes de Webb ne cessent d’affluer, c’est pourquoi nous avons établi cette liste de toutes les planètes que Webb a observées jusqu’à présent. Pour certaines d’entre elles, Webb a simplement observé la composition de leur atmosphère ; une autre image historique présente la toute première image directe d’un monde extraterrestre. En outre, une image récente de Jupiter a contribué à redéfinir la façon dont nous comprenons le plus grand voisin de notre propre système solaire.
1. L’exoplanète HIP 65426 b
Cette image montre l’exoplanète HIP 65426 b dans différentes bandes de lumière infrarouge, vue depuis le télescope spatial James Webb : le violet montre la vue de l’instrument NIRCam à 3,00 micromètres, le bleu montre la vue de l’instrument NIRCam à 4. 44 micromètres, le jaune montre la vue de l’instrument MIRI à 11,4 micromètres et le rouge montre la vue de l’instrument MIRI à 15,5 micromètres (NASA/ESA/CSA/A Carter (UCSC), l’équipe ERS 1386 et A. Pagan (STScI)).
Cette exoplanète historique marque la première fois que le télescope James Webb a pris une image directe d’une exoplanète. (Ce n’est pas tout à fait la première image d’une exoplanète, cependant : Hubble a pris la première, en 2008, après huit ans de travail). En effet, bien que granuleuses, ces images rappellent que les images du télescope sont des rendus artistiques tout autant que des représentations scientifiques “objectives”. Le télescope est équipé de plusieurs caméras, chacune fonctionnant dans des longueurs d’onde différentes et avec des filtres différents, ce qui explique que les images de l’exoplanète HIP 65426 b et de ses environs vont du bleu vif au violet profond en passant par le rouge vif et un minuscule point jaune. Chaque image utilise un coronographe pour bloquer la lumière du soleil de la planète, puis la région de l’exoplanète HIP 65426 b est représentée dans différentes bandes de lumière infrarouge. Aucune image n’est la “bonne” ; elles sont toutes aussi précises et belles les unes que les autres, même si elles sont prises de points de vue différents.
Ce que nous savons de ce monde lointain est ceci : c’est une géante gazeuse, estimée être six à douze fois plus massive que Jupiter. Et elle tourne autour de sa propre étoile à une distance environ cent fois plus grande que celle de la Terre autour du Soleil.
2. Jupiter comme vous ne l’avez jamais vu auparavant
Image composite Webb NIRCam de Jupiter à partir de trois filtres – F360M (rouge), F212N (jaune-vert) et F150W2 (cyan) – et alignement dû à la rotation de la planète. (NASA, ESA, ASC, équipe ERS de Jupiter)
Lorsque vous pensez à Jupiter, la cinquième planète à partir de notre soleil et la plus grande, il y a de fortes chances que vous l’imaginiez avec des bandes tourbillonnantes orange, rouges, jaunes et blanches – ainsi que son emblématique Grande Tache Rouge au sud de son équateur.
Les tempêtes crépitent, les vents soufflent et les températures atteignent des niveaux inimaginables.
Pourtant, comme nous le rappelle le télescope James Webb, ces images sont aussi bien interprétatives qu’objectives. Dans le cas de Jupiter, le télescope possède trois filtres infrarouges spécialisés qui ont fourni de nouvelles données sur Jupiter en mesurant les différentes longueurs d’onde de la lumière provenant de la planète géante. Avec l’aide d’une citoyenne scientifique, Judy Schmidt, qui a traduit ces données en images réelles, les scientifiques de la NASA ont pu composer une vue incroyablement détaillée de Jupiter. Vous pouvez voir des aurores, ou de magnifiques spectacles de lumière qui apparaissent dans le ciel, dans l’atmosphère de Jupiter. Il y a des tempêtes crépitantes, des vents violents et des variations de température inimaginables. Le schéma de fausses couleurs est très différent de ce qu’un astronome de loisir pourrait voir s’il fixait Jupiter.
L’un des avantages du télescope James Webb, et des télescopes spatiaux en général, est qu’ils peuvent observer dans la partie infrarouge du spectre. En raison des interférences de l’atmosphère terrestre, nos télescopes terrestres ne peuvent pas réaliser cet exploit. Par conséquent, ces photos de Jupiter sont littéralement prises dans un “nouveau”…lumière.
3. L’exoplanète WASP-39b, la planète riche en dioxyde de carbone
Cette illustration montre ce à quoi l’exoplanète WASP-39b pourrait ressembler, en fonction de la compréhension actuelle de la planète. (NASA, ESA, CSA, Joseph Olmsted))
Dans le cas de plusieurs de ces exoplanètes, le télescope spatial James Webb a observé l’atmosphère de l’exoplanète, ce qui est généralement plus facile que d’imager directement ces mondes. Dans l’illustration ci-dessus, nous avons une idée de l’apparence d’une exoplanète appelée WASP-39b. Géante gazeuse orbitant autour d’une étoile semblable au Soleil à 700 années-lumière de la Terre, WASP-39b possède du dioxyde de carbone dans son atmosphère, un peu comme la Terre ou Mars. Cette dernière information a été fournie par le télescope spatial James Webb lui-même, et WASP-39b est ainsi devenue la première exoplanète dont la présence de dioxyde de carbone dans son atmosphère a été confirmée. Cette découverte devrait aider les scientifiques à détecter le dioxyde de carbone sur des planètes plus rocheuses dotées d’océans, où sa présence pourrait indiquer la présence de vie.
“Dès que les données sont apparues sur mon écran, l’énorme caractéristique du dioxyde de carbone m’a saisi”, a déclaré à la NASA Zafar Rustamkulov, étudiant diplômé de l’Université Johns Hopkins et membre de l’équipe scientifique de la Communauté des exoplanètes en transit du JWST, dans un communiqué. “C’était un moment spécial, le franchissement d’un seuil important dans les sciences des exoplanètes”.
4. L’exoplanète WASP-96b
Le télescope spatial James Webb de la NASA a capturé la signature distincte de l’eau, ainsi que des preuves de la présence de nuages et de brume, dans l’atmosphère entourant une planète géante gazeuse chaude et bouffie en orbite autour d’une étoile lointaine semblable au Soleil. (NASA, ESA, CSA et STScI)
Si vous voulez imaginer une planète issue d’un étrange conte de science-fiction, ne cherchez pas plus loin que WASP 96-b. Parce qu’elle tourne autour de son soleil tous les 3,4 jours (par contraste, nous tournons autour de notre soleil tous les 365,25 jours), les températures oscillent habituellement autour de 1 000 degrés Fahrenheit (538 degrés Celsius). Bien qu’il s’agisse d’une géante gazeuse comme Jupiter, WASP 96-b ne fait que la moitié de la taille de Jupiter – mais les scientifiques la décrivent également comme beaucoup plus gonflée dans son apparence.
Pour mesurer son atmosphère, les scientifiques du télescope spatial James Webb ont utilisé un dispositif appelé “Near-Infrared Imager and Slitless Spectrograph”, qui a fourni les mesures les plus détaillées de l’atmosphère d’une exoplanète jamais enregistrées. De manière frappante, le télescope a découvert des traces d’eau, de nuages et de brume dans l’atmosphère de WASP 96-b, dont on ne soupçonnait pas la présence auparavant.
5. L’exoplanète 55 Cancri e
Illustration montrant à quoi pourrait ressembler l’exoplanète 55 Cancri e, selon les connaissances actuelles de la planète (NASA, ESA, CSA, Dani Player (STScI))
Les scientifiques utilisant le télescope spatial James Webb observent actuellement l’exoplanète 55 Cancri e, et espèrent faire avec elle ce qu’ils ont fait avec WASP-96b. 55 Cancri e est également un monde étrange, avec des températures atteignant 4 400 degrés Fahrenheit (environ 2 400 degrés Celsius) en raison de la proximité de son soleil. C’est une planète rocheuse deux fois plus grande que la Terre – et son atmosphère reste un mystère pour les scientifiques. Des études antérieures ont exclu la présence de dioxyde de carbone, d’eau et d’hydrogène épais dans son atmosphère. Les scientifiques espèrent apprendre si 55 Cancri e a une atmosphère et, si oui, de quoi est-elle faite. Ils espèrent également déterminer si la planète est verrouillée de manière tidale à son étoile semblable au Soleil ; être verrouillé de manière tidale signifierait qu’elle est coincée en co-orbite avec un corps astronomique différent, et de telle manière qu’elle perd tout changement net de son taux de rotation pendant une orbite complète. Cela aidera les scientifiques à déterminer si la surface de 55 Cancri e est en permanence en fusion, ce qui serait le cas si elle était verrouillée par la torsion, ou si elle connaît des cycles jour-nuit comme les parents qui ne sont pas verrouillés par la torsion.
6. Naine brune VHS 1256b
Les astronomes ont longtemps spéculé que certains types de naines brunes sont enveloppés dans des atmosphères turbulentes et à changement rapide. ( NASA/JPL-Caltech )Bien qu’il ne s’agisse pas techniquement d’une planète, nous avons pensé inclure cette naine brune car les naines brunes sont comme les rejetés sociaux du monde astronomique : trop grosses pour être des planètes, pas assez chaudes pour compter comme des étoiles. VHS 1256 b est un cas particulier, car les astronomes qui ont découvert cette exoplanète en 2016 n’arrivaient pas à comprendre pourquoi elle avait une lueur rouge. Grâce au télescope spatial James Webb, les scientifiques ont maintenant appris que la planète a une lueur rouge parce que son atmosphère est remplie de grains de silicate (qui, sur Terre, est souvent utilisé pour fabriquer du verre, de la céramique et du ciment), chacun aussi petit qu’un grain de sable. En plus du silicate, le télescope spatial James Webb a découvert que l’atmosphère de VHS 1256 b contient également du dioxyde de carbone, du monoxyde de carbone, du méthane et du potassium,du sodium et de l’eau.
