Le JWST confirme une exoplanète orbitant un pulsar avec une atmosphère dominée par le carbone, défiant les modèles

Grâce à la puissance du télescope spatial James Webb (JWST) de la NASA, les scientifiques ont réussi à confirmer l'existence de l'exoplanète PSR J2322-2650b. Cette découverte est d'autant plus remarquable que son atmosphère représente une véritable anomalie par rapport aux modèles actuels de formation planétaire. L'étude détaillée de cette trouvaille a été acceptée pour publication dans la prestigieuse revue The Astrophysical Journal Letters, attendue pour décembre 2025. Michael Zhang, de l'Université de Chicago et auteur principal de la recherche, a souligné que l'équipe avait identifié une signature atmosphérique jusqu'alors inédite en astronomie. Cette prouesse a été rendue possible par la sensibilité infrarouge exceptionnelle du JWST, opérant depuis sa position stable à des millions de kilomètres de la Terre.

L'objet céleste en question, PSR J2322-2650b, est en orbite autour d'une étoile pulsars dont la masse est comparable à celle de notre Soleil, mais dont la taille ne dépasse pas celle d'une ville. La proximité de la planète avec son étoile est extrême : elle se situe à seulement environ 1 million de miles. Sous l'effet de la gravitation colossale du pulsar, cette planète, dont la masse est équivalente à celle de Jupiter, se trouve déformée en une forme rappelant celle d'un citron. Son cycle orbital est incroyablement court, ne durant que 7,8 heures, ce qui témoigne de cette proximité orbitale extrême. Il est intéressant de noter que le rayonnement intense du pulsar, composé principalement de rayons gamma et d'autres particules de haute énergie, n'entrave en rien la capacité des détecteurs infrarouges du télescope Webb à obtenir un suivi spectral clair tout au long de la révolution de la planète.

Les données recueillies par Webb ont révélé une atmosphère où l'hélium est le composant majoritaire, mais où l'on observe également une présence significative des molécules carbonées C3 et C2. Il s'agit d'une observation sans précédent : sur près de 150 atmosphères d'exoplanètes examinées jusqu'à présent, aucune autre n'avait affiché de carbone moléculaire détectable. Cette composition est particulièrement étrange pour un corps dont la température de surface dépasse les 2000 degrés Celsius, d'autant plus en l'absence notable d'oxygène et d'azote. Maya Belesnay, de l'Université de Stanford, qui a modélisé la géométrie planétaire, a insisté sur le fait que cette configuration offre un spectre exceptionnellement « vierge » pour une analyse approfondie.

L'équipe de recherche avance l'hypothèse que la pression interne extrême pourrait comprimer le carbone au sein de la planète jusqu'à le transformer en diamant. Michael Zhang a affirmé que cette structure chimique remet fondamentalement en question les théories actuelles de formation planétaire. Il est difficile d'imaginer comment une composition aussi riche en carbone aurait pu se former, ce qui semble exclure les mécanismes de formation connus. Bien que le système soit classé comme une binaire de type « veuve noire », Zhang a soutenu que PSR J2322-2650b ne correspond pas aux scénarios standards impliquant des restes issus d'un éjecta stellaire, car la physique nucléaire ne produit pas de carbone pur. Roger Romani, également de Stanford, a proposé une théorie alternative impliquant une cristallisation interne du carbone et de l'oxygène, permettant au carbone pur de remonter à la surface.

Des investigations antérieures, menées notamment avec le télescope Gemini South au Chili, avaient déjà permis d'identifier cet astre, qui fait partie d'un système où le pulsar absorbe progressivement son étoile compagnon. Michael Zhang, qui a bénéficié d'une bourse postdoctorale Suzuki en janvier 2025, avait déjà travaillé sur l'analyse des données du JWST à l'Université de Chicago. Les scientifiques, parmi lesquels Peter Gao du Laboratoire de Terre et de Planètes Carnegie, ont rapporté que la réaction initiale de l'équipe à la réception des données fut un retentissant « Qu'est-ce que c'est que ce bazar ? ». Cette confirmation de l'existence d'une planète orbitant autour du pulsar milliseconde PSR J2322-2650 ouvre un nouveau chapitre fascinant dans notre compréhension des mondes exotiques.