Une géante gazeuse orbite autour d’une étoile morte en seulement 1,4 jour — et elle n’aurait pas dû survivre. James Webb vient d’analyser pour la première fois son atmosphère et de reconstituer son histoire, révélant qu’elle a migré vers sa position actuelle des milliards d’années après la mort de son étoile. Une fenêtre sur le futur de notre propre système solaire.

Ce que vous allez apprendre

• Pourquoi la survie de WD1856b autour d’une naine blanche semblait impossible — et quelles deux théories s’affrontent pour l’expliquer
• Comment la température anormalement élevée de la planète a permis de reconstituer son parcours sur des milliards d’années
• Ce que ce système révèle sur le destin des planètes extérieures de notre système solaire après la mort du Soleil

Une planète qui n’aurait pas dû survivre

Découverte en 2020 à 80 années-lumière de la Terre, WD1856b est une géante gazeuse de quatre à onze fois la masse de Jupiter. Elle orbite autour d’une naine blanche — le vestige dense de la mort d’une étoile semblable au Soleil — en seulement 1,4 jour, à une distance extrêmement proche. La planète est environ huit fois plus grande que son étoile.

Le problème : WD1856b n’aurait pas dû survivre à la mort de son étoile. Quand une étoile comme le Soleil épuise son combustible, elle se dilate en géante rouge, grossissant jusqu’à plus de 100 fois sa taille initiale avant de s’effondrer en naine blanche. Cette expansion engloutit généralement les planètes proches — comme le feront notre Soleil avec Mercure, Vénus et peut-être la Terre dans 5 milliards d’années.

James Webb analyse l’atmosphère d’une planète autour d’une étoile morte

Pour la première fois, une équipe internationale dirigée par Ryan MacDonald de l’Université de St Andrews a utilisé le télescope James Webb pour analyser l’atmosphère de WD1856b — y détectant du méthane et des nuages de brume fine. C’est la première caractérisation atmosphérique d’une planète orbitant autour d’une étoile morte.

Mais la découverte la plus révélatrice concerne la température de la planète : environ 400 kelvins (127°C), soit près de 240 degrés de plus que ce que la seule lumière de la naine blanche pourrait expliquer. Une chaleur résiduelle inexpliquée.

Crédit : NASA, ESA, CSA, Joseph Olmsted (STScI)

La fraction de lumière de l’étoile naine blanche bloquée par la planète WD1856b varie selon la longueur d’onde, formant un spectre de transmission. La planète bloque un pourcentage record de 56 % de la lumière de son étoile. Le spectre mesuré par le JWST (points blancs) s’explique (courbe modèle violette) par l’absorption du méthane (bandes rouges) et de fines particules de brume (pente aux courtes longueurs d’onde) présentes dans l’atmosphère de la planète.

Une migration tardive de plusieurs milliards d’années

En combinant ces mesures avec des modèles de refroidissement des géantes gazeuses — qui se refroidissent à un rythme prévisible — Christopher O’Connor de l’Université Northwestern a pu remonter le temps et reconstituer l’histoire thermique de la planète.

Conclusion : WD1856b se trouvait initialement à une distance sûre de son étoile pendant la destructrice phase de géante rouge. Ce n’est que 3 à 5,5 milliards d’années après la mort de l’étoile qu’elle a migré vers sa position actuelle — probablement sous l’influence gravitationnelle des deux étoiles compagnes du système triple. En se rapprochant de la naine blanche, les interactions avec sa forte gravité ont réchauffé considérablement la planète. Elle se refroidit depuis.

Un aperçu du futur de notre système solaire

Pour O’Connor, ces résultats dépassent le cas de WD1856b. Ils suggèrent que des planètes peuvent non seulement survivre à la mort de leur étoile, mais continuer d’évoluer et de migrer pendant des milliards d’années après cet événement. Les planètes extérieures de notre système solaire — Jupiter, Saturne, Uranus, Neptune — pourraient connaître un destin similaire, continuant leur vie bien après la mort du Soleil.

« La mort stellaire n’est pas la fin« , résume MacDonald. « Certaines planètes connaissent un avenir riche et actif après la disparition de leur étoile.« 

L’étude est publiée dans Nature.