Le télescope spatial James Webb de la NASA a observé une brume inhabituellement épaisse sur l'exoplanète Kepler-51d, masquant sa composition atmosphérique. Cette planète très dense, qui fait partie d'un rare système de faible densité autour de l'étoile Kepler-51, remet en question les modèles standard de formation des planètes. Les résultats de cette étude, menée par des chercheurs de l'État de Pennsylvanie, ont été publiés le 16 mars dans l'Astronomical Journal.
Des astronomes utilisant le télescope spatial James Webb (JWST) de la NASA ont examiné Kepler-51d, l'une des quatre planètes en orbite autour de l'étoile Kepler-51, située à 2 615 années-lumière dans la constellation du Cygne. Cette planète appartient à la classe rare des super-planètes : sa taille est similaire à celle de Saturne, mais sa masse ne représente que quelques fois celle de la Terre, ce qui en fait la planète la moins dense et la plus froide de son système. Selon Jessica Libby-Roberts, ancienne boursière postdoctorale de l'État de Pennsylvanie et auteur principal de l'étude, aujourd'hui à l'université de Tampa, on pense que les trois planètes intérieures ont des noyaux minuscules enveloppés dans d'énormes atmosphères dont la densité ressemble à celle d'une barbe à papa. Ces planètes à très faible densité sont rares et défient les idées reçues sur la formation des géantes gazeuses. Et comme s'il n'était pas assez difficile d'expliquer la formation d'une seule planète, ce système en compte trois ! Kepler-51d orbite à une distance comparable à celle qui sépare Vénus du Soleil et ne possède pas de noyau dense, contrairement aux géantes gazeuses typiques qui se forment plus loin. L'activité de l'étoile soulève des questions sur la manière dont la planète conserve son atmosphère face aux vents stellaires, a ajouté Mme Libby-Roberts. Les observations du spectrographe dans le proche infrarouge du JWST se sont étendues jusqu'à 5 microns, mais n'ont détecté aucune signature atmosphérique claire. Au lieu de cela, une épaisse couche de brume, d'une taille comparable au rayon de la Terre et peut-être la plus grande détectée sur une planète, bloque la lumière. Suvrath Mahadevan, professeur à l'université de Penn State et coauteur de l'étude, l'a comparée à la brume de Titan, la lune de Saturne, en déclarant : "Kepler-51d semble avoir une énorme quantité de brume - presque le rayon de la Terre - qui serait l'une des plus grandes que nous ayons vues sur une planète jusqu'à présent". La spectroscopie de transit, qui consiste à filtrer la lumière des étoiles à travers l'atmosphère, révèle généralement la composition de la planète, mais la brume l'en empêche. La présence d'anneaux a été envisagée mais jugée peu probable en raison d'une tendance linéaire à bloquer la lumière à des longueurs d'onde plus importantes. Les futures observations de Kepler-51b par le JWST pourraient permettre de déterminer si les atmosphères brumeuses sont courantes parmi les super-poules. Libby-Roberts a déclaré : "Nous n'avons pas encore trouvé de système solaire comme le nôtre, et le fait de pouvoir expliquer comment toutes ces planètes différentes se sont formées nous aide à comprendre... notre place dans l'univers". La recherche a impliqué des collaborateurs de plusieurs institutions, avec le soutien de la NASA et de l'État de Pennsylvanie.
