LHS 475 b : 1ère découverte d’exoplanètes par le télescope James Webb
Le télescope spatial James Webb peut ajouter une autre réalisation cosmique à sa liste : l’observatoire spatial a été utilisé pour confirmer l’existence d’une exoplanète pour la première fois.
Le corps céleste, connu sous le nom de LHS 475 b et situé en dehors de notre système solaire, a presque exactement la même taille que la Terre. Le monde rocheux est à 41 années-lumière dans la constellation Octans.
Les données précédentes recueillies par le satellite d’étude des exoplanètes en transit de la NASA, ou TESS, avaient suggéré que la planète pourrait exister.
Une équipe de chercheurs, dirigée par des collaborateurs l’astronome Kevin Stevenson et le boursier postdoctoral Jacob Lustig-Yaeger au laboratoire de physique appliquée de l’Université Johns Hopkins à Laurel, Maryland, ont observé la cible à l’aide de Webb. Ils ont observé les baisses de lumière des étoiles lorsque la planète passait devant son étoile hôte, appelée transit, et ont observé deux transits se produire.
« Il ne fait aucun doute que la planète est là. Les données vierges de Webb le valident », a déclaré Lustig-Yaeger. dans un rapport.
La découverte de la planète a été annoncée mercredi lors de la 241e réunion de l’American Astronomical Society à Seattle.
« Le fait que ce soit aussi une petite planète rocheuse est impressionnant pour l’observatoire », a déclaré Stevenson.
Webb est le seul télescope capable de caractériser les atmosphères d’exoplanètes de la taille de la Terre. L’équipe de recherche a utilisé Webb pour analyser la planète à travers plusieurs longueurs d’onde de lumière pour voir si elle a une atmosphère. Pour l’instant, l’équipe n’a pas été en mesure de tirer des conclusions définitives, mais la sensibilité du télescope a détecté une gamme de molécules présentes.
« Il existe certaines atmosphères de type terrestre que nous pouvons exclure », a déclaré Lustig-Yaeger. « Il ne peut pas avoir une atmosphère épaisse dominée par le méthane, similaire à celle de Titan, la lune de Saturne. »
Les astronomes auront une autre chance d’observer à nouveau la planète au cours de l’été et de mener une analyse de suivi sur la présence potentielle d’une atmosphère.
Les détections de Webb ont également révélé que la planète est plus chaude de quelques centaines de degrés que la nôtre. Si les chercheurs détectent des nuages sur LHS 475 b, cela pourrait ressembler davantage à Vénus – qui est considérée comme la jumelle la plus chaude de la Terre avec une atmosphère de dioxyde de carbone.
« Nous sommes à la pointe de l’étude des petites exoplanètes rocheuses », a déclaré Lustig-Yaeger. « Nous avons à peine commencé à effleurer la surface de ce à quoi pourraient ressembler leurs atmosphères. »
La planète effectue une seule orbite autour de son étoile hôte naine rouge tous les 2 jours terrestres. Étant donné que l’étoile est à moins de la moitié de la température de notre soleil, il est possible que la planète puisse encore maintenir une atmosphère malgré sa proximité avec l’étoile.
Les chercheurs pensent que leur découverte ne sera que la première d’une longue série dans l’avenir de Webb.
« Ces premiers résultats d’observation d’une planète rocheuse de la taille de la Terre ouvrent la porte à de nombreuses possibilités futures pour étudier les atmosphères des planètes rocheuses avec Webb », a déclaré Mark Clampin, directeur de la division d’astrophysique au siège de la NASA, dans un communiqué. « Webb nous rapproche de plus en plus d’une nouvelle compréhension des mondes semblables à la Terre en dehors du système solaire, et la mission ne fait que commencer. »
UN DISQUE POUSSIÉREUX
D’autres observations de Webb ont été partagées lors de la réunion de mercredi, y compris des vues inédites d’un disque poussiéreux tourbillonnant autour d’une étoile naine rouge à proximité.
Les images du télescope marquent la première fois qu’un tel disque a été capturé dans ces longueurs d’onde infrarouges de lumière, qui sont invisibles à l’œil humain.
Le disque poussiéreux autour de l’étoile, nommé AU Mic, représente les vestiges de la formation planétaire. Lorsque de petits objets solides appelés planétésimaux – une planète en devenir – se sont écrasés, ils ont laissé derrière eux un grand anneau poussiéreux autour de l’étoile et ont formé un disque de débris.
« Un disque de débris est continuellement reconstitué par des collisions de planétésimaux. En l’étudiant, nous obtenons une fenêtre unique sur l’histoire dynamique récente de ce système », a déclaré l’auteur principal de l’étude Kellen Lawson, boursier du programme postdoctoral au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland, et membre de l’équipe de recherche qui a étudié AU Mic.
Les capacités de Webb ont permis aux astronomes de voir la région proche de l’étoile. Leurs observations et leurs données pourraient fournir des informations utiles à la recherche de planètes géantes qui forment de larges orbites dans les systèmes planétaires, un peu comme Jupiter et Saturne dans notre système solaire.
Le disque AU Mic est situé à 32 années-lumière dans la constellation Microscopium. L’étoile a environ 23 millions d’années, donc la formation de planètes a déjà cessé autour de l’étoile – puisque ce processus prend généralement moins de 10 millions d’années, selon les chercheurs. D’autres télescopes ont repéré deux planètes en orbite autour de l’étoile.
« Ce système est l’un des très rares exemples d’une jeune étoile, avec des exoplanètes connues et un disque de débris suffisamment proche et suffisamment brillant pour être étudié de manière holistique à l’aide des instruments particulièrement puissants de Webb », a déclaré le co-auteur de l’étude Josh Schlieder, chercheur principal pour le programme d’observation au Goddard Space Flight Center de la NASA.
La formation des étoiles
Le télescope Webb a également été utilisé pour scruter l’intérieur de NGC 346, une région de formation d’étoiles située dans une galaxie naine voisine appelée le petit nuage de Magellan.
Environ 2 milliards Vers 3 milliards d’années après le big bang qui a créé l’univers, les galaxies se sont remplies de feux d’artifice de formation d’étoiles. Ce pic de formation d’étoiles est appelé « midi cosmique ».
« Une galaxie pendant le midi cosmique n’aurait pas un seul NGC 346, contrairement au petit nuage de Magellan ; elle en aurait des milliers », a déclaré Margaret Meixner, astronome à l’Universities Space Research Association et chercheuse principale de l’équipe de recherche, dans un communiqué. .
« Même si NGC 346 est désormais le seul et unique amas massif formant furieusement des étoiles dans sa galaxie, il nous offre une excellente occasion de sonder les conditions qui étaient en place à midi cosmique. »
L’observation de la formation des étoiles dans cette galaxie permet aux astronomes de comparer la formation des étoiles dans notre propre galaxie, la Voie lactée.
Dans la nouvelle image Webb, on peut voir des étoiles en formation aspirer du gaz et de la poussière en forme de ruban à partir d’un nuage moléculaire environnant. Ce matériau alimente la formation des étoiles, et éventuellement des planètes.
« Nous voyons les éléments constitutifs, non seulement des étoiles, mais aussi potentiellement des planètes », a déclaré le co-chercheur Guido De Marchi, membre de la faculté des sciences spatiales de l’Agence spatiale européenne, dans un communiqué. « Et puisque le Petit Nuage de Magellan a un environnement similaire à celui des galaxies pendant le midi cosmique, il est possible que des planètes rocheuses se soient formées plus tôt dans l’histoire de l’Univers que nous aurions pu le penser. »