À quatre-vingts années-lumière de la Terre, dans la constellation du Dragon, une planète géante tourne encore autour d’un astre qui n’existe presque plus. Son étoile a fini sa vie il y a des milliards d’années. La planète, elle, est toujours là. Le télescope spatial James Webb vient d’expliquer comment elle a échappé au désastre, dans une étude parue le 1er juillet dans la revue Nature.
L’objet porte un nom sans poésie, WD 1856 b, mais son histoire tient du scénario de science-fiction. C’est une boule de gaz de la taille de Jupiter qui gravite autour d’une naine blanche, le cadavre brûlant d’une étoile éteinte. Détail troublant, la planète est sept fois plus grande que l’astre autour duquel elle tourne. Un géant qui danse autour d’un nain.
Une étoile réduite à une braise
Pour mesurer l’exploit, il faut comprendre ce qu’est une naine blanche. Quand une étoile comparable au Soleil épuise son carburant, elle gonfle d’abord en géante rouge et dévore son entourage proche. Puis elle s’effondre sur elle-même et ne laisse qu’un noyau minuscule et incandescent, gros comme la Terre. Ce résidu porte le nom de naine blanche. WD 1856+534, l’étoile morte de cette histoire, tient dans un volume proche de celui de notre planète, tout en pesant encore presque autant qu’un soleil.
La planète qui l’accompagne file autour d’elle à une allure vertigineuse. Elle boucle une orbite complète en trente-quatre heures, à moins de trois millions de kilomètres du noyau. À une telle proximité, elle aurait dû être avalée quand l’étoile traversait sa phase de géante rouge. Elle a survécu. Voilà l’énigme qui intrigue les astronomes depuis la découverte de l’objet, en 2020, repéré grâce au satellite américain TESS et au télescope Spitzer. C’était alors la première planète intacte jamais observée aussi près d’une étoile morte.
Ce que Webb a lu dans son atmosphère
Le télescope James Webb, exploité par la NASA et l’Agence spatiale européenne, a fait ce qu’il maîtrise mieux que tout autre instrument. Lorsque la planète passe devant son étoile, une part de la lumière traverse ses couches de gaz et se charge de leur empreinte chimique. En décortiquant cette lumière filtrée, une équipe internationale, à laquelle ont participé des chercheurs de l’université Cornell, a repéré du méthane et des brumes. De quoi teinter WD 1856 b d’un orange voilé, assez proche de Titan, la grande lune de Saturne.
C’est la première fois qu’un instrument parvient à disséquer l’air d’une planète en orbite autour d’une naine blanche. Jusqu’ici, ces mondes n’étaient que des silhouettes passant devant leur étoile. Webb leur offre une chimie, une couleur, un début de biographie.
Autre surprise, la planète est bien plus chaude que prévu. Sa température frôle 126 degrés Celsius, très au-dessus de ce que la lumière pâle d’une naine blanche pourrait produire à elle seule. Cette chaleur n’est pas un détail. Elle raconte le passé de la planète autant que son présent.
Un rescapé qui a déménagé
En remontant le fil de cette température, les scientifiques calculent que la planète a été chauffée il y a trois à cinq milliards et demi d’années. Or l’étoile est devenue une naine blanche plus tôt encore. La conclusion s’impose. WD 1856 b ne se trouvait pas à sa place actuelle pendant l’agonie de l’étoile. Elle patientait plus loin, à bonne distance, hors d’atteinte de la géante rouge. Ce n’est qu’ensuite qu’elle a migré vers cette orbite serrée, collée contre le noyau refroidi.
Qu’est-ce qui l’a attirée si près? Les astronomes penchent pour un jeu de forces gravitationnelles avec d’autres corps, une bousculade céleste qui l’aurait catapultée vers l’intérieur du système. Le scénario précis reste discuté. Le principe, lui, tient debout: une planète peut traverser la mort de son soleil, puis venir se ranger à quelques millions de kilomètres de sa dépouille.
Un miroir tendu au système solaire
La portée de cette observation dépasse largement une planète perdue dans le Dragon. Elle dessine ce qui attend notre propre voisinage. Dans environ cinq milliards d’années, le Soleil épuisera son hydrogène, se dilatera en géante rouge et engloutira sans doute Mercure, Vénus, peut-être la Terre. Puis il se recroquevillera à son tour en naine blanche. La question soulevée par WD 1856 b devient alors très concrète: dans ce futur lointain, une planète comme Jupiter pourrait-elle rester en course, voire se rapprocher des restes du Soleil?
La réponse observée à quatre-vingts années-lumière a de quoi rassurer les amateurs de longévité cosmique. Un monde peut franchir la fin de son étoile. Il en ressort déplacé, réchauffé, remodelé, mais entier. Longtemps prises pour de simples cimetières d’étoiles, les naines blanches se révèlent capables de retenir des planètes en orbite pendant des milliards d’années.
La traque des mondes autour des astres morts
WD 1856 b n’est sans doute pas un cas isolé. Beaucoup de naines blanches pourraient conserver un cortège de planètes, trop discrètes jusqu’ici pour être détectées. La finesse de James Webb, capable de sonder une atmosphère à des dizaines d’années-lumière, ouvre une voie pour les repérer. Quelques chercheurs y voient même un terrain de chasse pour d’éventuelles traces de vie: une naine blanche refroidit avec lenteur et peut éclairer une planète durant des milliards d’années, un délai confortable pour qu’une chimie complexe s’installe.
Pour l’instant, ce géant orange reste une leçon de choses, le premier monde intact scruté d’aussi près autour d’une étoile éteinte. D’autres observations de Webb, déjà réservées sur des naines blanches voisines, diront si ce survivant est une exception ou une habitude de l’univers. La réponse tombera par fragments, au rythme où le télescope disséquera la lumière d’astres que l’on croyait définitivement éteints.
