Un télescope de la NASA étudie un monde lointain et réalise que son atmosphère est un mélange « impossible » de carbone et d’hélium

L'exoplanète, nommée PSR J2322-2650b, a la forme d'un citron en raison des forces gravitationnelles d'un pulsar et contient des nuages ​​de suie qui pourraient cacher des diamants à l'intérieur.

Le télescope spatial James Webb (JWST) a une fois de plus brisé le moule de l'astronomie moderne en identifiant une exoplanète à l'atmosphère si étrange qu'elle brouille la frontière entre planètes et étoiles. Ce monde, qui selon les modèles actuels « ne devrait pas exister », tourne autour d’une étoile à neutrons (un pulsar) à une distance si courte que les forces de marée l’ont déformé pour lui donner une apparence semblable à celle d’un citron ou d’un ballon de rugby.

La découverte, réalisée par Michael Zhang, chercheur à l'Université de Chicago, porte sur l'objet PSR J2322-2650b selon la NASA. Bien que sa masse soit comparable à celle de Jupiter, sa composition chimique ne ressemble à rien de ce que nous avons vu dans notre système solaire. Alors que les géantes gazeuses présentent généralement des traces de vapeur d'eau ou de méthane, le spectre capturé par Webb a révélé une atmosphère dominée par l'hélium et le carbone moléculaire (C2 et C3), une combinaison exotique jamais documentée sur une planète.

« C'est un type d'atmosphère planétaire que personne n'a jamais vu auparavant », explique Zhang. La surprise au sein de l'équipe internationale a été totale. Peter Gao du Laboratoire Terre et Planète de Carnegie se souvient du moment où ils ont reçu les données : « Notre réaction collective a été : « Qu'est-ce que c'est que ça ? C'est extrêmement différent de ce à quoi nous nous attendions.

Un monde sans lumière des étoiles et sans nuages ​​de suie

Le système a une configuration unique. Le PSR J2322-2650b effectue une orbite toutes les 7,8 heures à un peu plus d'un million et demi de kilomètres de son hôte, un pulsar qui émet des rayons gamma et des particules de haute énergie invisibles pour les instruments infrarouges de Webb. Cette « invisibilité » du pulsar a permis aux scientifiques d'étudier la faible lueur de la planète avec une précision sans précédent.

« Nous obtenons un spectre vraiment pur car nous pouvons voir la planète illuminée par son étoile sans être ébloui par sa lumière », explique Maya Beleznay, étudiante diplômée à l'Université de Stanford. Les données ont révélé la présence de carbone moléculaire flottant dans l’atmosphère aux côtés de nuages ​​de suie. Les chercheurs pensent que, sous ces pressions extrêmes à l’intérieur de la planète, ce carbone pourrait se condenser et conduire à la formation de diamants.

Le dilemme de la formation planétaire

La découverte de cette « planète carbonée » remet en question les théories sur la naissance des mondes puisque les systèmes dits « veuves noires », où un pulsar dévore lentement son compagnon, produisent généralement des restes riches en hélium, mais la physique nucléaire n'explique pas la création de carbone pur dans ce type de processus.

Roger Romani de l'Université de Stanford pose une hypothèse intrigante : des cristaux de carbone pur pourraient flotter à la surface et se mélanger à l'hélium, mais le mécanisme qui éloigne l'oxygène et l'azote reste un mystère. « Cela semble exclure tous les mécanismes de formation connus », explique Zhang. Cette énigme cosmique oblige la science à reconsidérer les processus chimiques qui se produisent dans les environnements les plus extrêmes de l’univers.