Les astronomes ont créé la première carte tridimensionnelle de l'atmosphère d'une exoplanète à l'aide du télescope spatial James Webb de la NASA. La carte révèle des variations de température sur WASP-18b, un Jupiter ultra-chaud situé à 400 années-lumière. Cette technique révolutionnaire pourrait s'étendre à l'étude de planètes rocheuses plus petites.
Des chercheurs de l'Université du Maryland et de l'Université Cornell ont dirigé l'étude, publiée dans Nature Astronomy le 28 octobre 2025. Ils ont appliqué le mappage d'éclipse 3D, ou mappage d'éclipse spectroscopique, à WASP-18b, un géant gazeux ayant la masse de 10 Jupiters. Orbitant autour de son étoile toutes les 23 heures, la planète atteint des températures proches de 5 000 degrés Fahrenheit et est verrouillée par marée, montrant toujours un côté à son étoile.
La technique s'appuie sur une carte 2D de 2023, utilisant des données du Spectographe d'imagerie infrarouge proche sans fente (NIRISS) de JWST. En analysant les variations de lumière sur plusieurs longueurs d'onde alors que la planète éclipse son étoile, l'équipe a reconstruit les températures en latitude, longitude et altitude. « Cette technique est vraiment la seule qui peut sonder les trois dimensions en même temps : latitude, longitude et altitude », a déclaré la co-auteure principale Megan Weiner Mansfield, professeure assistante d'astronomie à l'Université du Maryland. « Cela nous donne un niveau de détail plus élevé que nous n'avons jamais eu pour étudier ces corps célestes. »
La carte 3D montre un point chaud circulaire où la lumière stellaire frappe directement, entouré d'un anneau plus frais. Les vents sont trop faibles pour distribuer la chaleur uniformément, et le point chaud a une vapeur d'eau réduite, où les molécules se décomposent en raison de la chaleur extrême. « Nous avons vu cela se produire au niveau d'une population, où l'on peut voir une planète plus fraîche qui a de l'eau et ensuite une planète plus chaude qui n'en a pas », a expliqué Weiner Mansfield. « Mais c'est la première fois que nous voyons cela se produire à travers une seule planète. C'est une atmosphère, mais nous voyons des régions plus fraîches qui ont de l'eau et des régions plus chaudes où l'eau est décomposée. »
Le co-auteur principal Ryan Challener, associé postdoctorant à l'Université Cornell, a noté : « Le mappage d'éclipse nous permet d'imager des exoplanètes que nous ne pouvons pas voir directement, car leurs étoiles hôtes sont trop brillantes. » La méthode mesure des baisses de lumière inférieures à 1 % pendant le transit de la planète, les reliant à des couches atmosphériques spécifiques. Soutenue par le programme de science de libération précoce de la communauté des exoplanètes en transit de JWST, les observations futures pourraient affiner les cartes pour des centaines de Jupiters chauds et potentiellement des mondes rocheux. Mansfield a ajouté que l'outil pourrait cartographier des surfaces sans atmosphères pour en déduire la composition.