Le télescope spatial James Webb découvre une planète « infernale » qui défie la science planétaire

    Le télescope James Webb détecte de solides indices d’atmosphère sur une super-Terre ultrachaude, une découverte qui met au pied du mur les théories sur les planètes rocheuses extrêmes.

    James Webb détecte une atmosphère dense sur TOI-561 b, une super-Terre ultrachaude couverte de magma qui défie les théories sur les planètes rocheuses extrêmes.
    James Webb détecte une atmosphère dense sur TOI-561 b, une super-Terre ultrachaude couverte de magma qui défie les théories sur les planètes rocheuses extrêmes.

    Pendant des années, les planètes rocheuses soumises à une chaleur extrême ont été considérées comme des mondes nus, incapables de conserver des gaz autour d’elles. Pourtant, une observation détaillée a changé ce scénario. TOI-561 b, un exoplanète brûlante, apporte désormais des preuves que même dans des conditions infernales, une enveloppe gazeuse stable peut exister.

    Ce résultat est rendu possible grâce aux données du télescope spatial James Webb, qui ont permis d’analyser la température et la luminosité de la planète avec une précision inédite. Tout ce qui a été observé correspond à un scénario surprenant : une atmosphère épaisse flottant au-dessus d’une surface en fusion.

    La super-Terre ultrachaude qui défiait les modèles classiques

    TOI-561 b appartient à la famille des super-Terres. Elle possède une masse proche du double de celle de la Terre, mais elle se déplace si près de son étoile qu’elle boucle une orbite en un peu plus de dix heures. Cette proximité entraîne un verrouillage gravitationnel : un hémisphère toujours éclairé et un autre condamné à une nuit perpétuelle.

    L’étoile qui l’abrite n’est pas particulièrement violente. Elle est même légèrement plus froide et plus légère que le Soleil. Malgré cela, la distance extrêmement réduite entre les deux corps engendre un rayonnement brutal. Il en résulte un monde où les températures sont capables de faire fondre la roche et de créer un océan global de magma.

    Ce qui déroute le plus les astronomes, c’est sa densité. Pour une planète composée de roche et de métal, TOI-561 b se révèle plus légère que prévu. Elle ne correspond pas aux « superpuff », mais pas non plus à une version agrandie de la Terre. Cette anomalie a été le premier indice indiquant que quelque chose d’autre était à l’œuvre.

    La super-Terre ultrachaude vue par James Webb

    Pour lever les doutes, l’équipe scientifique en charge du télescope a conçu un suivi thermique d’une très grande précision. James Webb a observé le système lorsque la planète passait derrière son étoile, une technique qui permet d’isoler la lumière émise par la planète elle-même et d’estimer la température de la face diurne.

    Si la surface avait été complètement nue, les calculs indiquaient environ 2 700 degrés Celsius. Pourtant, le signal réel révélait autour de 1 800 degrés. Cela reste un enfer, mais sensiblement plus froid que ce à quoi on s’attendrait pour une roche exposée au vide.

    Cette différence est essentielle. Sans un milieu capable de transporter l’énergie, la chaleur resterait piégée sur l’hémisphère éclairé. La seule explication cohérente est la présence d’une atmosphère capable de redistribuer la température grâce à des vents intenses et de filtrer une partie du rayonnement avant qu’il ne s’échappe dans l’espace.

    Une atmosphère dense au-dessus d’un océan de magma

    Les chercheurs ont examiné d’autres hypothèses. Un océan de magma pourrait déplacer une partie de la chaleur, mais du côté nocturne il finirait par se solidifier, freinant le processus. Une fine couche de vapeur de roche a également été envisagée, insuffisante à elle seule pour expliquer les données observées.

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    L’hypothèse la plus solide pointe vers une atmosphère riche en volatils. Des molécules comme la vapeur d’eau absorberaient le rayonnement infrarouge proche, tandis que d’éventuels nuages de silicates réfléchiraient une partie de la lumière stellaire. L’effet combiné ferait apparaître la planète plus froide qu’elle ne l’est réellement.

    Reste un mystère majeur : comment TOI-561 b parvient-elle à retenir des gaz malgré une irradiation constante. L’une des idées avancées évoque un équilibre continu entre l’intérieur en fusion et l’atmosphère. Le magma libérerait des gaz et, en retour, les réabsorberait, donnant naissance à un système dynamique que quelqu’un a décrit comme « c’est vraiment comme une boule de lave humide ».

    Les observations de TOI-561 b s’inscrivent dans le cadre d’un programme qui a suivi le système avec le télescope spatial James Webb pendant plus de 37 heures, couvrant près de quatre orbites complètes. L’analyse complète étant en cours, les scientifiques espèrent établir une carte thermique détaillée et affiner la composition de l’atmosphère. TOI-561 b devient ainsi un laboratoire naturel idéal pour comprendre à quoi ressemblaient les planètes rocheuses lorsque l’Univers était plus jeune.

    Référence de l'article :

    Teske, J. K., Wallack, N. L., Piette, A. A. A., Dang, L., Lichtenberg, T., Plotnykov, M., Pierrehumbert, R., Postolec, E., Boucher, S., McGinty, A., Peng, B., Valencia, D., & Hammond, M. (2025). A Thick Volatile Atmosphere on the Ultrahot Super-Earth TOI-561 b. Astrophysical Journal Letters, 995(2), Article L39. https://doi.org/10.48550/arXiv.2509.17231, https://doi.org/10.3847/2041-8213/ae0a4c