Cette série de quatre images prises par le télescope spatial James Webb montre la première exoplanète (étoile) vue par un puissant télescope infrarouge. (Crédit image : NASA/ESA/CSA, A Carter (UCSC), équipe ERS 1386 et A. Pagan (STScI))
Cet article a été initialement publié dans The Conversation. La publication a publié un article dans Expert Voices: Op-Ed & Insights sur Space.com.
Avez-vous déjà voulu voir un monde extraterrestre? Une planète en orbite autour d’une étoile lointaine, à des années-lumière du Soleil ? Eh bien, le télescope spatial James Webb (JWST) vient de rendre sa toute première image de cela – une planète en orbite autour d’une étoile lointaine.
Les nouvelles images montrent que le JWST sera un outil fantastique pour les astronomes qui cherchent à améliorer leur connaissance des exoplanètes (planètes autour d’autres étoiles) – encore mieux que nous l’espérions !
Mais pour ceux qui ont grandi avec un régime de Star Trek, Star Wars et une foule d’autres titres de science-fiction, les images peuvent ne pas impressionner. Pas de merveilleux nuages tourbillonnants dans des couleurs magnifiques ou tamisées. Au lieu de cela, nous ne voyons qu’une tache – un seul point lumineux.
Alors pourquoi les astronomes sont-ils enthousiasmés par ces observations ? Et que pouvons-nous apprendre dans les mois et les années à venir ?
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Regarder des mondes cachés
Au cours des trois dernières décennies, nous avons vécu une grande révolution – l’aube de l’ère exoplanétaire. Alors qu’avant nous ne connaissions aucune planète en orbite autour d’étoiles lointaines et que nous nous demandions si le système solaire était unique, nous savons maintenant que les planètes sont partout.
Au moment de la rédaction, le nombre d’exoplanètes connues est de 5084. (s’ouvrira dans un nouvel onglet)et le nombre augmente chaque semaine.
Mais la grande majorité de ces exoplanètes sont détectées indirectement. Ils orbitent si près de leurs étoiles mères qu’avec la technologie actuelle, nous ne pouvons tout simplement pas les voir directement. Au lieu de cela, nous regardons leurs stars hôtes faire quelque chose d’inattendu et en déduisons la présence de (s’ouvrira dans un nouvel onglet) leurs satellites planétaires invisibles.
De tous ces mondes extraterrestres, seuls quelques-uns ont été vus directement. Le modèle de ces systèmes est HR 8799. (s’ouvrira dans un nouvel onglet)dont les quatre planètes géantes ont été photographiées si souvent que les astronomes ont réalisé un film les montrant se déplaçant sur leurs orbites autour de leur étoile hôte.
Entrez HIP 65426b
Pour collecter les premières images directes de l’exoplanète JWST, les astronomes ont pointé le télescope vers l’étoile HIP 65426, dont le compagnon planétaire massif HIP 65426b a été découvert à l’aide d’images directes en 2017. (s’ouvrira dans un nouvel onglet).
HIP 65426b est inhabituel pour plusieurs raisons, qui en font une cible d’imagerie directe particulièrement facile. Premièrement, elle est loin de son étoile mère, en orbite environ 92 fois plus loin de HIP 65426 que la distance entre la Terre et le Soleil. Cela signifie qu’il se trouve à environ 14 milliards de kilomètres de son étoile. De notre point de vue, cela fournit une distance « raisonnable » de l’étoile dans le ciel, ce qui facilite l’observation.
De plus, HIP 65426b est un géant du monde, dont on pense qu’il a plusieurs fois la masse de la plus grande planète du système solaire, Jupiter. De plus, il a déjà été constaté qu’il faisait très chaud, avec des températures au sommet des nuages d’au moins 1 200 degrés Celsius.
Cette combinaison de la taille et de la température de la planète signifie qu’elle est intrinsèquement brillante (pour une planète).
Les premières images du monde extraterrestre, HIP 65426b, prises par JWST sont présentées au bas de l’image plus grande montrant l’étoile hôte de la planète. Les photos ont été prises à différentes longueurs d’onde de la lumière infrarouge. (Crédit image : NASA/ESA/CSA, A Carter (UCSC), équipe ERS 1386 et A. Pagan (STScI).)
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Comment les photos ont-elles été prises et que nous montrent-elles ?
Dans des circonstances normales, la lumière de HIP 65426 submergerait complètement la lumière de HIP 65426b, malgré la distance qui les sépare.
Pour contourner ce problème, JWST utilise plusieurs « coronographes ». (s’ouvrira dans un nouvel onglet), des instruments qui permettent à un télescope de bloquer la lumière d’une étoile brillante afin de rechercher des objets plus faibles à proximité. C’est un peu comme bloquer les phares d’une voiture avec la main pour voir si votre ami est sorti pour dire bonjour.
À l’aide de ces coronographes, JWST a pris une série d’images de HIP 65426b, chacune prise avec une longueur d’onde différente de la lumière infrarouge. La planète est clairement visible dans chaque image, un seul pixel lumineux décalé de l’emplacement de son hôte stellaire obscurci.
Les images sont loin de la science-fiction standard. Mais ils montrent que la planète a été facilement détectée, se détachant comme un pouce endolori sur le fond sombre de l’espace.
Chercheurs ayant mené les observations (détails sur le serveur de prépublication arXiv (s’ouvrira dans un nouvel onglet)) a constaté que JWST fonctionnait environ dix fois mieux que prévu, un résultat qui a permis aux astronomes du monde entier de voir ce qui se passera ensuite.
À l’aide de leurs observations, ils ont déterminé la masse de HIP 65426b (environ sept fois la masse de Jupiter). De plus, les données montrent que la planète est plus chaude qu’on ne le pensait (avec un sommet nuageux d’environ 1400 degrés Celsius) et un peu plus petite que prévu (avec un diamètre d’environ 92 % de celui de Jupiter).
Ces images brossent un tableau d’un monde complètement étranger, différent de tout ce qui se trouve dans le système solaire.
Pointeur vers le futur
Les observations de HIP 65426b ne sont que le premier signe de ce que JWST peut faire pour visualiser des planètes autour d’autres étoiles.
L’incroyable précision de ces images suggère que JWST sera en mesure d’obtenir des observations directes de planètes plus petites que prévu. Au lieu d’être limité aux planètes plus massives que Jupiter, il devrait pouvoir voir des planètes comparables ou même plus petites que Saturne.
C’est vraiment intéressant. Vous voyez, la règle de base de l’astronomie est qu’il y a plus de petites choses que de grandes choses. Le fait que JWST devrait être capable de voir des planètes plus petites et plus sombres que prévu augmenterait considérablement le nombre de cibles possibles disponibles pour les astronomes à étudier.
De plus, la précision avec laquelle JWST a pris ces mesures suggère que nous pourrons en apprendre beaucoup plus sur leurs atmosphères que prévu. Des observations répétées au télescope peuvent même révéler des détails sur la façon dont ces atmosphères changent au fil du temps.
En tant que tel, attendez-vous à voir beaucoup plus d’images JWST de mondes extraterrestres dans les années à venir. Bien que ces images ne ressemblent peut-être pas à de la science-fiction, elles révolutionneront tout de même notre compréhension des planètes autour d’autres étoiles.
Cet article est republié de The Conversation (s’ouvrira dans un nouvel onglet) sous licence Creative Commons. Lire l’article original (s’ouvrira dans un nouvel onglet).
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