Les astronomes ont utilisé la sensibilité sans précédent de l’instrument infrarouge médian (Miri) à bord du télescope spatial de la NASA / ESA / CSA James Webb dans l’infrarouge thermique pour rechercher des exoplanètes dans le disque de débris à trois anneaux autour de l’étoile Star 7 de 6,4 millions de 60 millions.
Des disques de débris remplis de poussière et de matériaux rocheux se trouvent autour d’étoiles jeunes et plus âgées, bien qu’elles soient plus facilement détectées autour d’étoiles plus jeunes car elles sont plus brillantes.
Ils présentent souvent des anneaux ou des lacunes visibles, considérés comme créés par des planètes qui se sont formées autour de l’étoile.
TWA 7 est une étoile de type M jeune masse basse (0,46 masses solaires) située à environ 111 années-lumière dans la constellation d’Antlia.
Également connu sous le nom de CE Antilae ou TYC 7190-2111-1, The Star est membre de la TW Hydra Association.
Son disque de débris à trois anneaux presque face à face en a fait une cible idéale pour les observations à haute sensibilité de Webb.
« Nos observations révèlent un solide candidat pour une planète façonnant la structure du disque des débris TWA 7, et sa position est exactement là où nous nous attendions à trouver une planète de cette masse », a déclaré le Dr Anne-Marie LaGrange, un astronome de l’Observaire de Paris-PSL, des alpès et des CNR de l’University Grenoble.
En utilisant le coronagraphe sur l’instrument Miri de Webb le 21 juin 2024, le Dr Lagrange et ses collègues ont soigneusement supprimé l’éblouissement brillant de l’étoile hôte pour révéler de faibles objets à proximité.
Cette technique, appelée imagerie à contraste élevé, permet aux astronomes de détecter directement des planètes qui autrement seraient perdus dans la lumière écrasante de leur étoile hôte.
Après avoir soustrayant la lumière des étoiles résiduelles en utilisant un traitement d’image avancé, une faible source infrarouge a été révélée près de TWA 7, distinguable des galaxies d’arrière-plan ou des objets du système solaire.
La source est située dans un écart dans l’un des trois anneaux de poussière découverts autour de TWA 7 par des observations au sol précédentes.
Sa luminosité, sa couleur, sa distance de l’étoile et sa position dans l’anneau sont cohérentes avec les prédictions théoriques pour une jeune planète froide et Saturne-masse sculptant le disque des débris environnants.
«Cet observatoire nous permet de capturer des images de planètes avec des masses similaires à celles du système solaire, ce qui représente un pas en avant passionnant dans notre compréhension des systèmes planétaires, y compris le nôtre», a déclaré le Dr Mathilde Malin, astronome de l’Université Johns Hopkins et du Space Telescope Science Institute.
L’analyse initiale de l’équipe suggère que l’objet, nommé TWA 7B, pourrait être une jeune exoplanet à froid avec une masse autour de 0,3 fois celle de Jupiter (100 masses de terre) et une température proche de 320 K (environ 47 degrés Celsius).
Son emplacement (environ 52 UA de l’étoile) s’aligne sur un écart dans le disque, faisant allusion à une interaction dynamique entre la planète et son environnement.
Une fois vérifiée, cette découverte marquera la première fois qu’une planète est directement associée à la sculpture d’un disque de débris et pourrait offrir le premier indice d’observation d’un disque de Troie – une collection de poussière piégée sur l’orbite de la planète.
« Les résultats mettent en évidence la capacité de Webb à explorer des planètes auparavant invisibles et à faible masse autour des stars voisines », ont déclaré les astronomes.
«Les observations en cours et futures viseront à mieux limiter les propriétés du candidat, à vérifier son statut planétaire et à approfondir notre compréhension de la formation de la planète et de l’évolution du disque dans les jeunes systèmes.»
«Ce résultat préliminaire présente la nouvelle frontière passionnante que Webb ouvre pour la découverte et la caractérisation des Exoplanet.»
La découverte est décrite dans un article de la revue Nature.
