- Le télescope spatial James-Webb (JWST) a réalisé ce qui est considéré comme la première image directe d’une planète située hors du Système solaire
- Les chercheurs ont bloqué la lumière intense de l’étoile hôte pour détecter un faible signal infrarouge, concluant qu’il s’agissait d’une candidate exoplanète
- Cette planète aurait une masse proche de celle de Saturne et orbiterait autour de l’étoile TWA 7 à une distance 50 fois supérieure à celle de la Terre au Soleil
- Grâce au coronographe et aux techniques de traitement d’image propres au télescope, une image directe a pu être obtenue, contrairement aux méthodes de détection indirectes utilisées jusqu’ici
- Cette découverte est considérée comme un tournant important pour comprendre la diversité et l’évolution des systèmes exoplanétaires
Première image directe d’une exoplanète par le télescope spatial James-Webb (JWST)
Détection d’un signal infrarouge et découverte d’une candidate exoplanète
- Des astronomes ont découvert, grâce au JWST, une faible source infrarouge dans la structure du disque de débris entourant la jeune étoile TWA 7, située à environ 111 années-lumière de la Terre
- Cette source a de fortes chances d’être une exoplanète encore non officiellement répertoriée et, si cela se confirme, il s’agira de la première exoplanète directement imagée par le JWST
Les limites des méthodes indirectes et la portée de cette nouvelle imagerie directe
- Jusqu’à présent, la plupart des exoplanètes découvertes l’ont été par des méthodes de détection indirectes, comme la légère baisse de luminosité provoquée lorsqu’une planète passe devant son étoile
- Selon l’article scientifique récemment publié, il s’agit de la première fois que le télescope spatial James-Webb capture une image directe d’une telle planète
Méthode d’observation et rôle du coronographe
- Les planètes autour d’étoiles lointaines sont généralement très difficiles à observer, car elles sont noyées dans l’éclat de leur étoile centrale
- Les chercheurs ont utilisé un coronographe, qui bloque la lumière stellaire intense, pour observer les objets faibles à proximité, puis ont supprimé l’éblouissement résiduel grâce à un traitement d’image avancé
- Cela a permis d’obtenir une image directe d’une faible source infrarouge près de TWA 7
Caractéristiques de la planète candidate (TWA 7 b) et portée de la découverte
- La probabilité que la source infrarouge observée soit une galaxie d’arrière-plan n’est que d’environ 0,34 %, ce qui indique que la plupart des éléments pointent vers une nouvelle exoplanète, TWA 7 b
- Elle aurait une masse comparable à celle de Saturne et se trouverait dans une zone vide entre trois anneaux de poussière, à une température d’environ 120 degrés Fahrenheit
- Sa distance à l’étoile est 50 fois supérieure à la distance Terre-Soleil
- Sa position et sa masse semblent avoir influencé la forme du disque de débris, ce qui apporte aussi de nouveaux éléments sur la manière dont les exoplanètes façonnent la structure des disques
Simulations et vérifications complémentaires
- Les chercheurs ont visualisé le système exoplanétaire à l’aide de simulations informatiques, qui présentent un fort niveau de correspondance avec les images du télescope
- Cela renforce la fiabilité de l’hypothèse de l’existence de la planète
Un nouvel horizon pour l’étude des systèmes exoplanétaires
- Cette observation constitue une avancée importante dans l’imagerie directe d’exoplanètes de masse comparable à Saturne
- Les performances exceptionnelles du télescope spatial James-Webb ouvrent de nouvelles possibilités pour explorer des exoplanètes lointaines et de faible masse, difficiles d’accès avec les technologies précédentes
- De telles découvertes contribuent à améliorer notre compréhension de la formation et de l’évolution des systèmes exoplanétaires
Conclusion
- Le Dr Lagrange a estimé qu’avec ce résultat, « il a été possible de trouver une planète de cette masse exactement à l’endroit prévu », et que la puissance d’observation du JWST ouvrait une nouvelle fenêtre sur la recherche exoplanétaire
- Avec davantage d’observations directes, les recherches sur la diversité des systèmes planétaires et sur leur évolution devraient encore s’intensifier
1 commentaires
Avis sur Hacker News
Au cas où certains se le demanderaient, je voudrais expliquer qu’il reste encore beaucoup de chemin à parcourir avant d’obtenir une image de cette planète — ou de n’importe quelle exoplanète — avec plus d’un pixel
Pour capturer cette planète à 110 années-lumière en 100x100 pixels (la taille d’une petite icône), il faudrait un télescope d’environ 450 kilomètres de diamètre
C’est une limite physique déterminée par la longueur d’onde de la lumière
Le mieux qu’on puisse faire serait de placer deux nœuds dans l’espace à 450 kilomètres l’un de l’autre et de construire un interféromètre optique synchronisé à une longueur d’onde près, mais c’est un défi d’ingénierie vraiment redoutable
Il existe tout de même une meilleure méthode
En utilisant le Soleil comme lentille gravitationnelle et en plaçant une sonde à 542 AU (unités astronomiques), on pourrait obtenir une résolution de 25 kilomètres à la surface d’une planète située à 98 années-lumière
Ce serait un projet immense et très long, mais il reste dans le domaine du possible avec les technologies actuelles de l’humanité
Référence : Solar gravitational lens - Wikipédia
Description de la mission NASA associée : Direct multipixel imaging and spectroscopy of an exoplanet with a solar gravitational lens mission
Si on renonce à l’exigence d’obtenir une image dans des longueurs d’onde visibles par l’œil humain, alors l’imagerie par radiotélescope devient possible
Nous disposons déjà de cette capacité, mais la limite de l’interférométrie radio est que, même si l’ouverture peut être énorme, le contraste devient très faible
Une fois le signal de l’étoile retiré, on peut s’attendre à ce que le signal de la planète soit noyé dans le bruit
Le même problème se poserait aussi avec un interféromètre optique
LIGO (le célèbre détecteur d’ondes gravitationnelles) est composé de deux bras de 4 km
Selon son site officiel, à sa sensibilité maximale, il peut détecter des variations de la distance entre les miroirs équivalentes à 1/10 000 de la largeur d’un proton
Cela reviendrait à détecter une variation de distance équivalente à l’épaisseur d’un cheveu humain jusqu’à l’étoile la plus proche (à 4,2 années-lumière)
Donc je pense que placer deux télescopes à 450 km de distance et les synchroniser « simplement » (je plaisante) au niveau de la longueur d’onde visible serait faisable si on y déversait suffisamment d’argent
Je me demande quelle taille devraient avoir un télescope, un miroir ou une lentille pour photographier quelque chose dans le système d’Alpha Centauri (à 4,37 années-lumière)
Et je me demande aussi s’il serait possible de balayer une grande zone puis de recomposer une image à partir de nombreuses petites images
Je me demande si cela veut dire que l’image d’exoplanète à 1 pixel dont je parlais était fausse
L’image sur le site lié affirme être plus grande qu’un pixel, ce qui relance le débat vrai/faux
Il y a une petite erreur dans le titre HN
Ce n’est pas la première image directe d’une exoplanète prise par le JWST
Il existe un article de la NASA sur plusieurs images d’exoplanètes prises par le JWST en mars 2023
Le mot-clé discovery a disparu de la formule « direct image discovery » dans l’article d’origine
Autrement dit, c’est la première fois qu’une exoplanète jusque-là inconnue a été « découverte » par imagerie directe
En trouvant que le nom de la chercheuse principale Anne-Marie Lagrange est vraiment génial, quelqu’un se demande s’il a un lien avec le nom des points de Lagrange
Lien Wikipédia expliquant ce que sont les points de Lagrange
Je découvre cette scientifique, mais sa carrière est impressionnante
Lien Wikipédia sur Anne-Marie Lagrange
En réponse au fait que le nom de famille « Lagrange » semble presque trop bien convenir à la science, quelqu’un note que Scopus recense pas moins de 390 profils de chercheurs portant ce nom
Ce n’est pas un nom de famille très courant, mais il n’est pas non plus particulièrement rare, et il y a plusieurs personnes dans le monde académique, qu’elles soient ou non des descendantes directes de Joseph-Louis Lagrange
J’ai eu exactement la même pensée
J’y vois un nouvel exemple de nominative determinism, l’idée que le nom influencerait le destin
Quelqu’un cite le passage expliquant que l’équipe de Lagrange était convaincue qu’il s’agissait bien d’une planète parce qu’elle avait produit, à l’aide de simulations de modèles informatiques, des images plausibles du système planétaire qui correspondaient à ce que le télescope avait observé
Ce type de recherche est formidable et je n’ai aucune raison d’en douter, mais ce genre de modèle constitue une preuve faible pour étayer une hypothèse
Un modèle est construit à partir d’hypothèses et d’attentes ; ce n’est pas la donnée elle-même
Quelqu’un cite l’explication selon laquelle le nouveau signal infrarouge pourrait aussi être une galaxie d’arrière-plan
Ce niveau d’incertitude a quelque chose d’assez comique
C’est le genre de marge d’erreur où l’on dit : « on dirait qu’on a photographié quelque chose, mais en fait cela pourrait aussi être des milliards d’objets bien plus grands et beaucoup plus lointains »
Cela dit, si elle orbite à 50 AU autour d’une petite étoile, cela risque de prendre un bon moment
Le JWST est une merveille d’ingénierie
En même temps, c’est une machine conçue en fonction des limites de puissance des fusées des années 1990, alors on imagine à quel point les futurs télescopes spatiaux pourront progresser maintenant que des lanceurs géants modernes continuent d’être développés
Mon rêve, c’est qu’un jour les télescopes atteignent quelque chose qui se rapproche d’un « moment Van Leeuwenhoek », comme lorsque le microscope a révélé le monde des micro-organismes
À ce moment-là, j’imagine qu’on pourra voir d’un seul coup d’œil les vaisseaux spatiaux grouillant un peu partout dans la galaxie
En même temps, je trouve dommage qu’on n’ait pas développé un jumeau du JWST, voire davantage d’exemplaires, alors que le coût additionnel n’aurait probablement pas été si énorme
Maintenant qu’il y a aussi les fusées de SpaceX, cela vaudrait le coup de tenter des choses plus audacieuses
Il n’est pas facile de développer une grosse charge utile du niveau du JWST en partant du principe qu’elle volera sur un lanceur qui n’a pas encore fait ses preuves
En pratique, pour une mission qui se prépare sur des décennies, il faut attendre qu’un véhicule « en développement » ait fini d’être validé
Il est intéressant de voir que la technique d’observation utilisée ici est biaisée en faveur de la détection de planètes d’autant plus faciles à trouver qu’elles sont éloignées de leur étoile
À l’inverse, les méthodes aujourd’hui les plus répandues — comme le décalage Doppler ou la courbe de lumière — sont plus efficaces pour détecter les planètes proches de leur étoile
En combinant les deux approches, on devrait mieux comprendre la distribution des planètes
Je ne savais pas non plus qu’il y avait déjà autant d’exoplanètes photographiées directement
Lien Wikipédia vers la liste des exoplanètes observées directement jusqu’à présent
Ce n’est pas pour minimiser les résultats du JWST ; chacune de ces observations est remarquable
L’article écrit JWST comme JSWT à un endroit
Je me demande si quelqu’un ici peut corriger ça