En 2020, les astronomes ont détecté la WD 1856 + 534 B, un géant du gaz qui orbite une étoile 81 années-lumière de la Terre. Cette exoplanet, qui est à peu près six fois la masse de Jupiter (en faisant un « super-jupiter »), a été la première planète transit connu pour orbiter une étoile naine blanche (WD). Dans un article récent, une équipe internationale d'astronomes décrit leurs observations de cette exoplanet en utilisant l'instrument infrarouge médian (Miri) à bord du télescope spatial James Webb (JWST). Leur observation a confirmé que WD 1856 + 534 B est l'exoplanet la plus froide jamais observée.
La recherche a été dirigée par Mary Anne Limbach, chercheuse adjointe au Département d'astronomie de l'Université du Michigan, Ann Arbor. Elle a été rejointe par des chercheurs du Kavli Institute for Astrophysics and Space Research au MIT, l'Université Johns Hopkins Applied Physics Lab (Jhuapl), l'Université de Victoria, l'Université du Texas à Austin, le Centre pour la recherche interdisciplinaire et l'exploration en astrophysique (CIERA), au centre pour l'astromysic Observatoire.
Leurs observations faisaient partie du programme d'observation générale du cycle JWST 3 (GO), qui visait à utiliser l'optique et les spectromètres infrarouges sophistiqués de Webb pour caractériser directement la planète. Ceci est conforme à l'un des objectifs de mission de JWST, qui est la caractérisation des exoplanètes en utilisant la méthode d'imagerie directe. Il s'agit d'observer la lumière réfléchie à partir de la surface ou de l'atmosphère d'une exoplanet et de l'examen avec des spectromètres pour rechercher des signatures chimiques.
Cela peut permettre aux astronomes de déterminer la présence de biosignatures potentielles (oxygène, azote, méthane, eau, etc.) et inférer des détails sur la formation et la composition de la planète. En utilisant des télescopes avancés de nouvelle génération comme le JWST, cette méthode pourrait conduire à la première preuve concluante de la vie au-delà du système solaire.
Les spectres d'émission de ces planètes peuvent également révéler des détails sur la composition et l'historique de la migration de la planète. Cependant, comme les auteurs le notent dans leur étude publiée dans arxiv Le serveur préalable, détectant la lumière directement à partir d'un exoplanet, reste difficile en raison de la lumière massivement obscurcie de leurs étoiles hôtes.
En conséquence, l'imagerie directe a été largement confinée aux planètes massives (par exemple, géants du gaz) avec de larges orbites ou des températures atmosphériques extrêmement élevées. Pendant ce temps, aucun exoplanètes terrestre (ou rocheux) n'a été observé en orbite autour de leurs étoiles. De plus, pas d'exoplanètes avec des spectres d'émission plus froids que 275 K (1,85 ° C; 35,33 ° F) – comparables à la Terre – ont été observés non plus. Les stars de WD présentent une occasion unique de détecter et de caractériser des planètes plus froides. Comme l'équipe l'a noté:
« La faible luminosité des WDS réduit considérablement les défis de contraste qui entravent généralement les détections directes autour de leurs homologues de séquence principale. En tant que restes évolutifs de stars comme le Soleil, les WDS offrent un aperçu du sort des systèmes planétaires après un décalage stellaire.
En outre, l'étude des systèmes planétaires WD peut faire la lumière sur la question de savoir si les planètes peuvent survivre à ce stade tardif de l'évolution stellaire et donner un aperçu de savoir si les conditions habitables peuvent toujours exister autour des restes stellaires. Les astronomes et les astrobiologues espèrent enquêter sur ces mystères en utilisant les capacités de Webb. Pour leur étude, Limbach et ses collègues ont confirmé la présence de WD 1856 + 534 B en utilisant la méthode excédentaire infrarouge (IR) avec des données de JWST Mid-infrared Instrument (MiRI).
Cela leur a permis de contraindre la masse de WD 1856 + 534 B et de mesurer sa température atmosphérique. Leur analyse a révélé une température moyenne de 186 K (-87 ° C; -125 ° F), ce qui rend WD 1856 + 534 B l'exoplanet la plus froide jamais détectée. Ils ont en outre confirmé que l'Exoplanet n'a pas plus de six fois plus de six fois celle de Jupiter, tandis que les observations précédentes ont produit une estimation de 13,8 masses de Jupiter. Leurs résultats constituent également la première confirmation directe que les planètes peuvent survivre et migrer vers des orbites proches près des zones habitables de WDS.
L'équipe attend avec impatience d'autres observations de WD 1856 B par le JWST, qui sont prévues pour 2025. Espérons que ces observations identifieront des planètes supplémentaires, ce qui pourrait révéler si WD 1856 B a été perturbé dans son orbite actuelle. En outre, les résultats des observations précédentes faites par le spectromètre proche infrarouge (NIRSPEC) de Webb dans le cycle 1 seront bientôt publiés. Ceux-ci fourniront une caractérisation initiale de l'atmosphère de la planète.
