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Les astronomes ont photographié une planète six fois plus massive que Jupiter en orbite autour de l’une des étoiles les plus proches du Soleil. C'est le premier planète extrasolaire, qui a été découvert par imagerie directe avec le télescope spatial James Webb.
"C'est une planète froide", déclare l'astronome Elisabeth Matthews de l'Institut Max Planck d'astronomie d'Heidelberg, en Allemagne. Les résultats ont été annoncés le 24 juilletNature 1publié.
"Si c'est réel, la planète est de loin la plus ancienne et la plus froide jamais photographiée", explique Markus Janson, astronome à l'Université de Stockholm.
Les chercheurs découvrent généralement les exoplanètes en suivant la façon dont elles traversent périodiquement la ligne de mire de la Terre, atténuent temporairement la lumière de leurs étoiles hôtes ou parce que leurs effets gravitationnels provoquent une oscillation mesurable dans l’étoile elle-même. Jusqu'à présent, seules quelques dizaines d'exoplanètes ont été identifiées montré directement, généralement parce qu'ils sont suffisamment chauds et brillants pour être visibles malgré la luminosité de leurs étoiles.
En utilisant des techniques d'oscillation, les astronomes avaient déjà constaté qu'un objet massif pouvait se déplacer autour de l'étoile semblable au soleil ε Indi A, située à seulement 3,6 parsecs (12 années-lumière) de la Terre dans la lointaine constellation de l'Indus.
Pour rechercher une planète, Matthews et ses collègues ont aligné le télescope de manière à ce que l'étoile soit exactement au centre de leur champ de vision. Ils ont ensuite utilisé la fonction « coronographe » intégrée à l’un des appareils photo de Webb. L'instrument peut détecter des photons à des moments ou des phases légèrement différents dans chacun des quatre quadrants de son cadre d'image. De cette manière, lorsque les données des capteurs ont été combinées, les photons de ε Indi A lui-même – dont certains s’écartent du centre – ont été pour la plupart neutralisés, supprimant ainsi l’éblouissement qui aurait noyé tout autre signal autour de l’étoile.
L'image résultante a révélé une planète six fois plus massive que Jupiter, ce qui signifie que, comme Jupiter, il doit s'agir d'une « géante gazeuse » composée principalement d'hydrogène gazeux, dit Matthews. La planète, appelée ε Indi Ab, est environ 15 fois plus éloignée de son étoile hôte que la Terre ne l'est du Soleil, et sa température est juste au-dessus de 0°C.
Janson prévient que « la solution miracle pour prouver qu’il s’agit bien d’une planète » – une image ultérieure montrant que le point lumineux s’est déplacé – n’existe pas encore. Mais, ajoute-t-il, "l'étude est d'une très grande importance car elle représente une étape vers la capacité d'imager des planètes dans des systèmes matures". Les efforts antérieurs d’imagerie directe, dit-il, se limitaient à l’observation de jeunes systèmes stellaires, alors que ε Indi A est presque aussi vieux que le Soleil.
Matthews dit que son équipe prévoit des observations de suivi pour mesurer le spectre lumineux de la planète. Cela pourrait également révéler certains des composants de son atmosphère, fournissant des indices sur où et comment une si grande planète aurait pu se former dans l’ancienne nébuleuse dans laquelle ε Indi A s’est formée.
L'étoile forme un triple système avec deux "naines brunes" - des objets qui ne sont jamais devenus assez grands pour déclencher la fusion de l'hydrogène dans leur noyau - qui gravitent autour d'elle plus de 1 000 fois plus loin du super Jupiter. « C'est un type de système vraiment inhabituel que nous avons vraiment de la chance d'avoir dans notre cour », déclare Matthews.