Un vent soufflant à contre-rotation de la planète attise la forge de carbone. Voilà à quoi ressemble l'atmosphère de l'objet PSR J2322-2650b, un compagnon de type jovien d'un pulsar milliseconde. Deux soirées de novembre 2024, le télescope spatial James Webb a observé ce système, enregistrant un spectre de 0,6 à 5,3 micromètres. Les données ont révélé des bandes d'absorption nettes, identifiées comme celles des molécules C3 et C2. La chute brutale d'opacité de C3 à 3,014 micromètres a coïncidé avec une baisse de flux, et la structure en dents de scie entre 2,45 et 2,85 micromètres a révélé une série de bandes de C2. La corrélation croisée avec un modèle de C2 a donné une détection à 21 sigma, alors que CO, CN, H2O, CH4 et d'autres molécules n'ont pas été détectés.

L'absence de CO et de CN témoigne d'extrêmes. Pour que les molécules carbonées dominent et que l'oxygène et l'azote se cachent, le rapport C/O doit dépasser 100 et le rapport C/N, 10 000. Un tel enrichissement en carbone ne s'explique pas par les modèles standard de « veuves noires » : un pulsar qui évapore son compagnon laisse derrière lui une composition élémentaire plus variée. Ici, la forge a produit du carbone presque pur. L'analyse de la courbe de phase ajoute une dimension dynamique : le maximum d'émission thermique est décalé de 12° vers l'ouest par rapport au point sous-pulsar. Cela signifie que de forts vents d'ouest transportent la chaleur du côté diurne incandescent, soufflant à contre-rotation de la planète. La projection mesurée de la vitesse orbitale du compagnon, Kp = 190 ± 2 km/s, correspond à une inclinaison orbitale d'environ 31° et à une masse du pulsar d'environ 2,0 masses solaires.

Jusqu'à présent, l'atmosphère d'un tel objet était inconnue. Les compagnons plus denses de pulsars montraient des spectres semblables à ceux des étoiles, et les atmosphères d'exoplanètes autour d'étoiles ordinaires ont été étudiées dans des conditions très différentes. Ici, pour la première fois, on étudie un objet de type planétaire chauffé par le rayonnement gamma d'un pulsar, et le résultat est inattendu : une atmosphère carbonée à la composition chimique extrême. Les contraintes obtenues sur C/O et C/N défient les modèles de formation des « veuves noires ». Le décalage vers l'ouest du maximum thermique constitue la première confirmation observationnelle du régime dynamique prédit pour les planètes en rotation rapide avec chauffage externe.

Pour l'instant, c'est de la connaissance pure, sans applications visibles. Mais la forge continue de travailler. Pour déterminer si la composition de PSR J2322-2650b est unique ou typique de la classe des compagnons de pulsars ultra-légers, des observations spectroscopiques d'autres objets similaires sont nécessaires, en particulier PSR J1719-1438. L'amélioration des listes de raies pour les molécules C2H et C3H, ainsi que pour les amas de carbone plus grands C4 et C5, permettra de modéliser plus précisément les spectres. Des modèles de circulation tridimensionnels prenant en compte le chauffage profond par les rayons gamma aideront à expliquer la dynamique atmosphérique observée. Le vent qui attise la forge de carbone racontera encore comment naissent ces mondes étranges.