Astronomie

L’exoplanète LHS 475b confirmée par le Webb

Publié le 18 janvier 2023

Avec le télescope spatial James Webb, les astronomes ont confirmé la présence d’une exoplanète à 41 années-lumière de nous. De la taille de la Terre, LHS 475b tourne autour de son étoile (une naine rouge) en seulement 2 jours et il y fait très chaud.

Avec son miroir de 6,5 m de large composé de 18 hexagones de 1,32 m chacun, le James Webb Space Telescope (JWST) est le plus grand observatoire astronomique optique envoyé dans l’espace. Associant la NASA, l’Agence Spatiale Européenne (ESA) et l’Agence Spatiale Canadienne (ASC), il scrute l’univers depuis un point d’équilibre gravitationnel situé à 1,5 million de kilomètres de la Terre. Dernièrement, il vient, pour la première fois, de confirmer l’existence d’une exoplanète immatriculée LHS 475b (l’image montrée en titre est une illustration).

Trouvée par TESS, confirmée par le Webb

Le Webb n’est pas le télescope qui a trouvé LHS 475b. En effet, son temps d’observation est trop précieux et son champ de vision trop étroit pour lui demander de scruter longuement des portions de ciel en espérant saisir l’instant où un monde passera devant son étoile (un transit), causant une baisse de luminosité de celle-ci, ce qui fournit un indice. Des observatoires spécialisés dans ce type de recherche existent et c’est le cas de TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite). Lancé en 2018, ses 4 caméras à grand champ balayent la voûte céleste en mesurant l’éclat de soleils lointains. Au sol, une équipe de la Johns Hopkins University (Maryland) a noté des données intéressantes et obtenu une confirmation à l’aide du Webb. Grâce aux performances de son spectrographe NIRSpec, le géant de 6,5 m a recueilli en 2 transits une courbe de baisse de luminosité qui montre que LHS 475b tourne autour de son étoile (de type naine rouge) en seulement 2 jours terrestres. Ce monde situé à 41 années-lumière de nous est donc très proche de son soleil, bien plus que n’importe quelle planète de notre Système.

Les données du Webb ont permis d’obtenir cette courbe de luminosité. La baisse d’éclat temporaire s’explique par le passage de l’exoplanète LHS 475b qui tourne en 2 jours autour de l’étoile de type naine rouge observée. Il n’existe pas de photo possible de ce monde distant de nous de 41 années-lumière avec les technologies actuelles. L’image montrée en titre est une illustration de la NASA.
© NASA, ESA, CSA, L. Hustak (STScI); Science: K. Stevenson, J. Lustig-Yaeger, E. May (Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory), G. Fu (Johns Hopkins University), and S. Moran (University of Arizona)

Les mesures spectroscopiques du Webb s’approchent d’une planète dénuée d’atmosphère (ligne jaune). La ligne verte serait pour un monde avec une atmosphère de méthane et la violette pour du dioxyde de carbone.Les astronomes pensent que les deux possibilités pour LHS 475b sont une absence d’atmosphère ou une composée à 100 % de dioxyde de carbone.

© NASA, ESA, CSA, L. Hustak (STScI); Science: K. Stevenson, J. Lustig-Yaeger, E. May (Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory), G. Fu (Johns Hopkins University), and S. Moran (University of Arizona)

Une jumelle de Vénus plus que de la Terre

L’analyse de la courbe de luminosité montre aussi que LHS 475b a une taille très proche de celle de la Terre (99 % pour être exact). Cette exoplanète étant de type tellurique comme notre monde, Le Webb et TESS auraient-ils trouvé ensemble une jumelle de la Terre ? Tel n’est pas le cas. Tout d’abord, et comme détaillé plus haut, LHS 475b orbite très près de son étoile. Ensuite, et même si une naine rouge est 2 fois moins chaude que notre Soleil, les données du Webb impliquent une température sur l’exoplanète de plusieurs centaines de degrés. Il s’agit donc plutôt d’une jumelle de Vénus (cette dernière est toutefois bien plus loin de son étoile, à savoir le Soleil). Rappelons que Vénus est d’une taille similaire à la Terre, mais que la température à sa surface atteint en moyenne 460°C. Autre point commun entre Vénus et LHS 475b : une atmosphère très largement dominée par le dioxyde de carbone avec 96,5 % pour la première et potentiellement 100 % pour l’exoplanète. L’équipe de la Johns Hopkins University reconnaît toutefois qu’une incertitude subsiste quant à la présence même d’une atmosphère pour LHS 475b. En effet, une atmosphère à 100 % de dioxyde de carbone peut être très compacte, au point que la courbe de son analyse en spectroscopie ressemble à celle d’un monde sans atmosphère ! Des observations supplémentaires seront donc nécessaires. En attendant, le Webb a démontré sa capacité à caractériser des exoplanètes de taille semblable à celle de la Terre. L’étude de tels mondes fait partie de ses objectifs scientifiques.