On trouve dans un grenier une vieille valise usée. Les étiquettes et les éraflures permettent de deviner où elle a voyagé. Les astronomes ont longtemps cherché une telle « étiquette » pour les planètes – et pensaient l'avoir trouvée dans les molécules de monoxyde de carbone. Le monoxyde de carbone ordinaire est composé d'un atome de carbone-12 et d'un atome d'oxygène. Mais il existe parfois une version rare – avec du carbone-13, dont le noyau contient un neutron supplémentaire. On pensait auparavant que si une planète avait accumulé beaucoup de ce gaz « lourd », elle était née loin de son étoile, au-delà de la ligne des glaces, là où la glace se formait. Si elle en avait peu, elle était née plus près de l'étoile.
Une équipe d'astronomes a décidé de vérifier cette idée sur le terrain. Ils ont pris la planète β Pictoris b – une géante gazeuse massive que l'on voit directement dans un télescope, et non par des signes indirects. La planète est brillante, donc son signal est facile à capter. Grâce à l'instrument amélioré GRAVITY+ sur le Très Grand Télescope au Chili, les scientifiques ont obtenu un spectre avec un rapport signal sur bruit record – jusqu'à 60 pour chaque point en fonction de la longueur d'onde. Un spectre, c'est la lumière décomposée par couleurs, dans laquelle chaque molécule laisse son « empreinte ».
Et c'est là que la surprise est arrivée. La molécule rare avec du carbone-13 a bien été trouvée, mais sa proportion s'est avérée tout à fait ordinaire – environ 1 pour 91. Comme sur le Soleil, comme dans les nuages interstellaires. Aucune trace de conditions de naissance particulières. Il semble donc que l'ancienne « boussole » n'indique pas toujours la bonne direction. Les auteurs de l'étude suggèrent que le carbone-13 pourrait se mélanger dans le disque, ou que la planète aurait rassemblé du gaz provenant de différentes parties de celui-ci.
De plus, les observations ont duré sept heures entières – et les scientifiques ont tenté de détecter si l'atmosphère de la planète changeait avec le temps. Ils ont capté un faible indice : la luminosité variait légèrement, d'environ un pour cent et demi. Peut-être que des nuages passaient, ou que quelque chose changeait dans la composition chimique. Mais on ne peut pas encore l'affirmer avec certitude – de nouvelles observations sont nécessaires. Ainsi, la valise à étiquettes a donné moins d'indices qu'espéré, et les astronomes cherchent désormais des moyens plus fiables pour sonder le passé des mondes lointains.
Le monoxyde de carbone (CO) est la deuxième molécule la plus abondante de l'Univers après l'hydrogène. Il est utilisé comme « thermomètre » pour les régions froides de l'espace, car il émet dans le domaine radio même à des températures proches du zéro absolu.
Dans le roman « Solaris » de Stanislas Lem, l'océan de la planète changeait de structure en s'adaptant aux observations. Les astronomes cherchent une telle variabilité dans les atmosphères réelles des exoplanètes – pour l'instant, seulement un indice de variations de luminosité d'un pour cent et demi.