Des astronomes, utilisant le télescope spatial James Webb (JWST), ont pour la première fois étudié en détail l'atmosphère d'une jeune exoplanète : V1298 Tau c. Cette super-Terre — une planète plus massive que la Terre mais moins que les géantes gazeuses — n'a que 23 millions d'années. À l'échelle cosmique, c'est l'enfance : la planète vient tout juste d'achever sa formation et rayonne encore la chaleur résiduelle de l'accrétion, telle une tarte tout juste sortie du four qui n'a pas encore refroidi.

La méthode d'observation clé est la spectroscopie de transmission. Lorsque V1298 Tau c est passée devant le disque de son étoile (un événement appelé transit), une partie de la lumière stellaire a traversé les couches supérieures de son atmosphère. Les molécules de gaz ont absorbé le rayonnement à des longueurs d'onde bien précises, laissant dans le spectre des raies d'absorption caractéristiques — une sorte d'empreintes colorées de la composition chimique. Dans ces données spectrales, les scientifiques ont détecté un signal net de vapeur d'eau (H₂O). Notons qu'aucune trace de méthane (CH₄) ni de dioxyde de carbone (CO₂) n'a été enregistrée — du moins au niveau de sensibilité actuel.

En astrophysique, on appelle « métaux » tous les éléments chimiques plus lourds que l'hydrogène et l'hélium — c'est un jargon professionnel où les métaux stellaires sont comparables aux épices en cuisine : ils sont peu abondants mais transforment radicalement les propriétés du milieu. Les mesures ont montré que dans l'atmosphère de V1298 Tau c, la teneur en ces « épices » — la métallicité — est 15 fois supérieure à la valeur solaire. Cependant, cet indicateur est nettement inférieur à celui de super-Terres analogues mais complètement formées et d'âge mûr. On pense à une cuisson lente : les planètes, comme un ragoût complexe, accumulent progressivement des éléments lourds au fil du temps — peut-être grâce à des bombardements de planétésimaux ou à des processus géochimiques de longue durée.

La stabilité de l'eau à la température colossale de l'atmosphère mérite une attention particulière : elle aurait dû se dissocier sous l'effet du rayonnement à haute énergie. Le monde lui-même est encore gonflé par la chaleur de sa naissance — son rayon est anormalement grand pour sa masse en raison de l'énergie thermique résiduelle. Ces observations suggèrent que l'évolution des planètes est une « maturation » lente, étalée sur des milliards d'années, et que JWST nous permet pour la première fois d'entrevoir les toutes premières « recettes » de formation des systèmes planétaires, lorsque les processus de différenciation de la matière sont encore loin d'être achevés.