Le télescope James-Webb découvre sa première exoplanète, identifiée comme une petite planète froide

Le télescope spatial James-Webb (JWST) a découvert sa première exoplanète dans l’univers proche. La découverte a été faite grâce à une méthode d’observation prometteuse pour détecter des planètes d’une taille similaire à celles du système solaire.

Depuis 2022 et son poste d’observation à 1,5 million de kilomètres de la Terre, le JWST a aidé à caractériser plusieurs exoplanètes. « Il a passé énormément de temps à observer des planètes qui n’ont jamais été imagées », explique à l’Agence France-Presse (AFP) l’astrophysicienne Anne-Marie Lagrange, première autrice de l’étude sur le sujet, parue dans Nature mercredi 25 juin.

L’exercice est compliqué du fait que les exoplanètes « sont très peu lumineuses parce qu’elles ne sont pas chaudes », mais aussi et surtout du fait qu’« on est aveuglé par la lumière de l’étoile autour de laquelle elles tournent », ajoute cette chercheuse du CNRS au Laboratoire d’instrumentation et de recherche en astrophysique de l’Observatoire de Paris.

La parade du James-Webb repose sur son coronographe, un instrument qui s’inspire du phénomène de l’éclipse solaire en masquant l’étoile pour mieux révéler ce qui l’entoure, et sur son spectrographe MIRI, capable d’imager les astres les plus discrets grâce à une vision infrarouge. Ses utilisateurs ont pointé le télescope vers l’étoile TWA 7, située dans notre galaxie à une centaine d’années-lumière de la Terre, autrement dit sa très petite banlieue. La cible, initialement détectée par le télescope Hubble, était prometteuse à double titre.

Planète gazeuse

D’abord, parce qu’elle est jeune de seulement 6,4 millions d’années et donc très susceptible de voir se former des corps planétaires dans le disque de matière la ceinturant. Ensuite, parce que le télescope voit ce disque protoplanétaire par le dessus. Son observation avec l’instrument Sphere du Très Grand Télescope (VLT), situé au Chili, avait permis d’y distinguer trois anneaux s’étageant sur une distance allant jusqu’à plus de cent fois celle séparant la Terre du Soleil.

Et c’est dans la partie dégarnie du deuxième anneau que l’instrument du James-Webb a détecté une « source » lumineuse, baptisée TWA 7b. Ayant exclu que la découverte s’avère être un objet du système solaire ou une galaxie lointaine, les astronomes l’ont identifiée comme une petite planète froide, d’une masse dix fois inférieure à celles imagées jusqu’ici avec d’autres instruments. Ils estiment sa masse comparable à celle de Saturne, une planète gazeuse qui ne « pèse » que le tiers de Jupiter, géante gazeuse et poids lourd de notre système solaire.

Avec le James-Webb, « on est tombé d’un facteur dix en capacité de détection », explique Anne-Marie Lagrange, car les planètes les plus « légères » imagées jusqu’ici depuis le sol pesaient à peu près trois fois la masse de Jupiter. « La plupart des autres exoplanètes imagées sont ce qu’on appelle des super-Jupiter », ayant de huit à douze fois la masse de cette dernière.

Un télescope prometteur attendu pour 2028

La performance a d’autant plus d’intérêt que dans le bestiaire planétaire, les planètes rocheuses comme la Terre ou Mars ont des masses beaucoup plus faibles que les planètes gazeuses. Or ces exoplanètes rocheuses constituent une cible ultime des découvreurs de mondes potentiellement habitables.

Anne-Marie Lagrange souhaiterait désormais « découvrir les planètes les plus légères et peut-être de trouver des Terres ». Avant d’ajouter aussitôt que si « on veut comprendre comment les systèmes planétaires se forment, il ne suffit pas de voir les planètes très ou pas massives ». Car il faut pouvoir détecter tous les types de planètes, afin de déterminer in fine si notre système solaire est unique ou pas.

Les astronomes estiment que le JWST a le potentiel de détecter et d’imager des planètes ayant une masse encore plus faible que TWA 7b. Mais il faudra de futurs instruments, comme le Télescope extrêmement large (ELT) attendu pour 2028, pour espérer saisir l’image de mondes d’une taille similaire au nôtre.