Le côté diurne de la planète WASP-121b est chauffé à 2358 kelvins, soit plus chaud que la surface de nombreuses étoiles. Ici, dans une lumière éternelle, l’atmosphère ne bout pas seulement, elle fait fondre les roches et les transforme en gaz. Mais tout le gaz ne reste pas gazeux. Une partie se condense en nuages, et ces nuages cachent le titane, comme un piège dissimule une proie.

Le spectre de l’hémisphère diurne, capté par le télescope James Webb entre 0,6 et 5,1 micromètres, a révélé une surprise : l’oxyde de titane (TiO) en phase gazeuse s’est avéré bien moins abondant que ne le prédisaient les modèles. En revanche, les données ont montré des signes de condensat, c’est-à-dire de particules solides qui diffusent la lumière. Un modèle d’atmosphère ajusté aux observations (retrieval) a donné des détections robustes pour l’eau (13,4σ), le monoxyde de carbone (14,7σ), le monoxyde de silicium (4,9σ), les oxydes de titane (5,4σ) et de vanadium (6,6σ). Quant aux nuages, ils ont été détectés avec une significativité de 10,2σ, dont 6,7σ pour les nuages de titanate. C’est la première preuve directe de l’existence de nuages de titanate dans l’atmosphère d’une exoplanète.

Le piège s’est refermé : le titane, qui devrait rester gazeux à ces températures, s’est lié dans des cristaux de CaTiO3. C’est pourquoi on ne le voit pas en phase gazeuse, il est caché dans les nuages. Le rapport carbone/oxygène (C/O) s’est révélé supérieur à celui du Soleil, soit 0,963 ± 0,024. Cela signifie que la planète s’est formée loin de son étoile, au-delà de la ligne des neiges (la distance à laquelle l’eau gèle), puis a migré vers l’intérieur. La métallicité, c’est-à-dire la proportion d’éléments plus lourds que l’hélium, atteint 4,7 fois celle du Soleil, ce qui pointe également vers une naissance dans les confins froids du système.

Jusqu’à présent, les modèles d’atmosphères des Jupiter ultra-chauds ne prenaient pas en compte la condensation des composés réfractaires en nuages, ce qui pouvait fausser les estimations d’abondances. Désormais, il est clair qu’une partie du titane et d’autres métaux se cache dans les particules, et il faut en tenir compte lors de l’interprétation des spectres. À l’avenir, on cherchera des nuages de titanate sur d’autres géantes incandescentes, et des modèles tridimensionnels aideront à comprendre comment ces pièges sont transportés entre les côtés diurne et nocturne. Ainsi, les nuages d’une planète lointaine deviennent la clé de son histoire de naissance et de voyage.