Une planète géante flotte dans l'espace, complètement seule, à une distance de son étoile 160 fois supérieure à celle qui sépare le Soleil de Pluton. La lumière de son étoile parente lui parvient si faiblement que la température à sa surface dépasse à peine 200 degrés Celsius — à peu près comme dans un sauna bien chaud. C'est COCONUTS-2b, l'un des mondes les plus froids connus au-delà du Système solaire. Jusqu'à récemment, de tels objets restaient invisibles à une étude détaillée : leur faible chaleur se noyait dans le bruit des instruments. Mais avec l'avènement du télescope spatial infrarouge James Webb, les astronomes ont eu une chance de scruter l'essence même de ces géants de glace.
Une équipe de scientifiques a pointé l'instrument MIRI vers COCONUTS-2b et obtenu un spectre — une bande arc-en-ciel où chaque couleur raconte la composition de l'atmosphère. Pour la première fois pour un objet aussi froid, on a pu non seulement voir les gaz principaux, mais aussi distinguer leurs variantes isotopiques. Les isotopes, c'est comme des pièces identiques d'un jeu de construction, mais avec un nombre différent de neutrons dans le noyau. Par exemple, l'eau ordinaire H₂O contient de l'oxygène-16, tandis que l'eau lourde H₂¹⁸O contient de l'oxygène-18. Dans l'atmosphère de COCONUTS-2b, on a détecté avec certitude trois de ces versions rares : de l'ammoniac avec de l'azote-15, ainsi que de l'eau avec de l'oxygène-18 et de l'oxygène-17. La proportion d'eau lourde y est nettement plus élevée que dans les océans terrestres.
Cette découverte fait de COCONUTS-2b un laboratoire naturel. Désormais, en comparant la composition isotopique de la planète et de son étoile, on peut reconstituer l'histoire de leur apparition. Peut-être que dans un passé lointain, ce géant a migré à travers tout le disque, accumulant de la matière de différentes zones, comme une boule de neige. Ou peut-être est-il né là où il se trouve maintenant, mais à partir d'un nuage à la chimie inhabituelle. La réponse exacte viendra des observations futures, mais une chose est déjà claire : les mondes froids ne sont plus des points sans visage. Leurs atmosphères détiennent les clés pour comprendre comment les planètes se forment à travers la Galaxie.
La température de COCONUTS-2b n'est que de 480 kelvins — c'est plus froid que la surface de Vénus, et comparable à la chaleur d'une pizza tout juste sortie du four.
Dans le roman « Solaris » de Stanislas Lem, l'océan de la planète possédait une composition isotopique mystérieuse, suggérant son origine artificielle.