Lancé le 25 décembre 2021, le James Webb a terminé sa phase de tests en juillet 2022. Les programmes scientifiques ont depuis débuté et produisent déjà leurs premiers résultats, dont la première image obtenue dans l’infrarouge moyen d’une exoplanète, baptisée HIP 65426 b.
| Caractéristiques de l’exoplanète HIP 65426 b Il s’agit d’une exoplanète géante très jeune, d’environ 15 millions d’années, située à 90 unités astronomiques de son étoile. D’une masse estimée à environ 7 fois celle de Jupiter, elle avait été découverte avec l’instrument européen SPHERE [1] au Very Large Telescope en 2017 [2]. |
Les instruments du James Webb rendent désormais possible l’observation directe de l’exoplanète dans l’infrarouge.
C’est grâce aux instruments NIRCAM et MIRI que HIP 65426 vient d’être observée [3] dans le cadre d’un programme "Early Release Science" mené par une collaboration internationale incluant plusieurs chercheurs français issus des laboratoires de l’IPAG, du LAM, du LESIA de l’Observatoire de Paris - PSL, du CEA et du Laboratoire Lagrange.
MIRI est le seul instrument en infrarouge moyen du James Webb. Son système imageur a été conçu en partie par un consortium de laboratoires français mené par le CEA/AIM.
Il embarque un système coronographique grâce auquel la lumière provenant de l’étoile centrale est fortement atténuée, ce qui permet d’obtenir des images des exoplanètes et d’étudier leur atmosphère.
Des performances instrumentales au-delà de toute espérance
Les coronographes de MIRI reposent sur une innovation technologique [4] inventée à l’Observatoire de Paris - PSL. Selon Anthony Boccaletti, directeur de recherche CNRS au LESIA au sein de l’Observatoire de Paris - PSL, « les coronographes atteignent des performances meilleures que celles initialement prévues ».
La publication [5] de ces résultats parue en juillet 2022 montre que la lumière stellaire peut être atténuée d’un facteur 10 000 à 100 000.
« Ces coronographes fonctionnent aux longueurs d’ondes de 10.65, 11.40 et 15.50 microns, choisies spécialement pour sonder l’atmosphère des exoplanètes géantes, identifier des molécules comme l’ammoniac, et complémenter les observations obtenues au sol en infrarouge proche », précise Pierre Baudoz, astronome à l’Observatoire de Paris - PSL.
Les données recueillies sur HIP 65426 b fournissent la première mesure robuste de la température qui règne dans l’atmosphère de cette exoplanète : 1 400°C. Cela correspond à la température de la flamme d’un briquet. On s’attend ainsi à ce que des petits grains de poussière formés de silicates se forment et restent en suspension dans l’atmosphère de l’objet.
JWST démontre ainsi son potentiel pour étudier en détail les propriétés physico-chimiques de ces mondes extrasolaires et mieux comprendre leur formation. Les images pourraient aussi révéler de nouvelles planètes encore inconnues dans ces systèmes.
Ces images spectaculaires sont les premières d’un programme entier dédié aux observations directes de systèmes planétaires proches.
Les chercheurs étudieront notamment un système encore plus jeune de 5 millions d’années, autour duquel il reste encore énormément de gaz et de poussières pour, par exemple, déterminer si ces poussières contiennent de la glace d’eau comme les comètes dans notre Système solaire.
| En vidéo |
Référence
Ce résultat fait l’objet d’une publication dans la revue Astronomy & Astrophysics intitulée "The JWST Early Release Science Program for Direct Observations of Exoplanetary Systems I : High Contrast Imaging of the Exoplanet HIP 65426 b from 2−16 μm", Carter et al. 2022
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[1] SPHERE est un instrument conçu par un consortium européen mené par un laboratoire français.
[2] Chauvin et al. 2017 https://arxiv.org/pdf/1707.01413.pdf et press release ESO https://www.eso.org/public/images/ann17041a/
[3] Carter et al. 2022 https://arxiv.org/pdf/2208.14990.pdf
[4] film d’animation sur le fonctionnement de MIRI pour l’observation des exoplanètes https://youtu.be/xMT3LxNphzI
[5] Boccaletti et al. 2022 https://arxiv.org/pdf/2207.11080.pdf et press release ESO https://www.eso.org/public/images/ann17041a/
Dernière modification le 26 septembre 2022