Africa-Press – Guinee Bissau. La diversité des exoplanètes semble décidément sans limite. La dernière trouvaille, que l’on doit au télescope spatial James-Webb, se nomme PSR J2322–2650b. Cette planète, dont la masse est comparable à Jupiter, orbite autour d’un pulsar.
Elle avait été détectée de manière indirecte en 2017 grâce à son action sur le pulsar. Avec le James Webb, les astronomes ont pu cette fois observer directement le rayonnement infrarouge émis par la planète, obtenant ainsi des informations sur sa composition. Cela a révélé une atmosphère étonnamment riche en carbone, qui défie tous les modèles de formation, selon une étude dirigée par Michael Zhang, astronome à l’université de Chicago, et publiée le 16 décembre 2025 dans The Astrophysical Journal Letters…
La planète a la forme d’un ballon de rugby
Déjà, orbiter autour d’un pulsar, ce n’est pas la fête… Un pulsar est tout sauf une étoile ordinaire. Il s’agit du cœur effondré d’une étoile massive ayant explosé en supernova. Ce vestige, appelé étoile à neutrons, concentre plus de masse que le Soleil dans une sphère de quelques dizaines de kilomètres de diamètre. Il tourne sur lui-même à grande vitesse, émettant de puissants jets d’énergie balayant l’espace comme le faisceau lumineux d’un phare.
Pour une planète proche, c’est l’enfer. Car elle est soumise à un bombardement énergétique permanent… Et c’est le cas de la malheureuse PSR J2322–2650b. La planète en fait le tour en à peine 7,8 heures, ce qui signifie qu’elle est extrêmement proche de l’étoile à neutrons, 1,6 million de km (nous sommes à 150 millions de km du Soleil), dans un environnement dominé par son rayonnement.
Chauffée principalement par les rayons gamma émis qui pénètrent profondément dans son atmosphère, PSR J2322–2650b affiche des températures de l’ordre de 1600 à 1700 °C. Et ce n’est pas tout. À une telle distance, la planète est aussi soumise à une attraction gravitationnelle intense, qui la déforme dans la direction du pulsar, au point de lui donner vaguement la forme d’un ballon de rugby…
Les pulsars comme des « veuves noires »
Question « compagne de pulsar », PSR J2322–2650b n’est pas un cas isolé. Les astronomes connaissent aujourd’hui des dizaines de systèmes dits de « veuves noires », où un pulsar est accompagné d’un compagnon très proche. Pourquoi « veuve noire »? C’est en référence à cette petite araignée qui a la fâcheuse manie de dévorer son mâle après l’accouplement. Ici, le compagnon est généralement érodé par le rayonnement du pulsar, qui peut progressivement le dépouiller de sa matière, le « tuant » en quelque sorte.
Mais parmi ces systèmes, seuls quelques rares objets possèdent une masse comparable à celle des planètes géantes. Par ailleurs, PSR J2322–2650b est la seule à présenter à la fois une masse, une densité et une température proches de celles d’un Jupiter chaud. La plupart sont au contraire bien plus massifs s’apparentant davantage à des cadavres stellaires qu’à de véritables planètes géantes.
Nuages de suie et pluie de diamants
Pour étudier PSR J2322–2650b, les astronomes ont profité d’une configuration idéale. Dans l’infrarouge, domaine d’observation du télescope James-Webb, le pulsar devient pratiquement invisible, tandis que la planète, portée à très haute température, se met à rayonner.
Le James-Webb a ainsi pu suivre directement l’émission thermique de PSR J2322–2650b tout au long de son orbite et analyser son spectre infrarouge, véritable carte d’identité chimique de son atmosphère. Et là encore, la planète vaut le détour car l’analyse révèle une atmosphère hors norme. Sur la face éclairée de PSR J2322–2650b, les chercheurs ont identifié la signature spectrale de molécules constituées uniquement d’atomes de carbone liés entre eux, des C2 et des C3.
Une telle détection est sans précédent: si le carbone est souvent observé dans les atmosphères d’exoplanètes, il apparaît habituellement combiné à l’oxygène ou à l’hydrogène, sous forme de monoxyde de carbone ou de méthane par exemple. Ici, au contraire, le carbone s’assemble avec lui-même. Des nuages de suie flottent probablement dans son atmosphère et, au cœur même de la planète, ces nuages de carbone peuvent se condenser et former des diamants.
Une chimie hors du commun
Les modèles développés par les chercheurs suggèrent toutefois que le carbone n’est pas l’élément dominant de l’atmosphère. Une planète faite essentiellement de carbone serait en effet trop compacte comparée à PSR J2322–2650b.
Il semblerait plutôt que cette atmosphère repose majoritairement sur l’hélium. Mais cet élément laisse très peu de signatures spectrales dans l’infrarouge, ce qui expliquerait qu’il échappe au JWST. Quoiqu’il en soit, tout indique que PSR J2322–2650b obéit à une chimie radicalement différente de celle des planètes géantes classiques. L’origine d’une telle surabondance de carbone, associée à un déficit extrême en hydrogène, demeure en grande partie mystérieuse… Une fois de plus, les astronomes confrontés à l’originalité sans fin des exoplanètes vont devoir revoir leur modèle de formation pour tenter d’en rendre compte.
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