À 158 années-lumière de nous, autour d'une étoile sombre, la naine rouge TOI-6894, une planète se déplace paisiblement. Son année dure moins de deux jours terrestres, mais elle-même est un monde frais avec une température d'équilibre d'environ 420 K, à peine plus chaud qu'un sauna. Ce géant exoplanétaire, TOI-6894 b, reproduit presque exactement la taille de Saturne, bien qu'il pèse nettement moins. Son étoile est l'une des plus calmes de sa catégorie, sans éruptions violentes ni taches sombres qui aveuglent habituellement les télescopes. C'est ce calme qui a permis à James Webb de capturer pour la première fois un spectre atmosphérique propre, presque de laboratoire, pour une planète de ce type.

Imaginez une cuisine universelle : l'étoile est la cuisinière sur laquelle les planètes sont préparées ; le disque protoplanétaire est le garde-manger avec les ingrédients ; et la planète elle-même est le plat fini. Les astronomes soupçonnaient que les recettes des géantes gazeuses varient selon la température de la « cuisinière ». Mais TOI-6894 b renverse cette idée. Son atmosphère exoplanétaire est le plat fini, et la spectroscopie nous a permis d'y goûter.

Le spectre, pris par l'instrument NIRSpec en mode PRISM, a révélé un ensemble complet de molécules volatiles. L'eau a rempli le plateau entre 2.5 et 3.0 μm, le méthane a tracé des creux caractéristiques à 1.6–1.7 et 2.2–2.4 μm, et le dioxyde de carbone a donné un pic puissant à 4.3 μm. Mais la grande surprise a été le disulfure de carbone (CS₂) — une molécule née de la photochimie : le rayonnement ultraviolet de l'étoile, même faible, déclenche des réactions qui transforment une partie du carbone et du soufre en cette substance à l'odeur âcre (sur Terre, elle sent la pomme pourrie). Son pic à 4.65 μm domine la partie à grande longueur d'onde du spectre.

Les modèles ont indiqué une métallicité 3 à 10 fois supérieure à celle du Soleil. Mais voici l'essentiel : les rapports C/O, N/O et S/O se sont avérés pratiquement identiques à ceux de notre Soleil et, par conséquent, à ceux de Jupiter et Saturne. Les ingrédients sont les mêmes, les proportions sont les mêmes, même si la « cuisinière » — une naine rouge de faible masse — est cinq fois plus légère que le Soleil et ne peut pas chauffer son voisinage aussi fortement. C'est un argument puissant en faveur de l'accrétion sur un noyau comme mécanisme universel, fonctionnant même dans des disques protoplanétaires pauvres. La planète a réussi à rassembler environ 12 masses terrestres d'éléments lourds, puis à accroître rapidement son enveloppe gazeuse. L'instabilité gravitationnelle, autre scénario possible, n'aurait pas pu reproduire aussi précisément les proportions solaires. Il semble que le livre de cuisine universel soit unique, et que nos Jupiter et Saturne ne soient pas des chefs-d'œuvre uniques, mais des plats typiques du menu galactique.

Ce résultat ouvre la porte à une cartographie systématique de l'évolution chimique des planètes. À l'avenir, en affinant les modèles photochimiques et en accumulant les observations avec Webb, nous pourrons mesurer les abondances des éléments volatils pour des dizaines de géantes froides. Des missions comme ARIEL et le Roman Space Telescope rendront cela routinier. Et alors nous comprendrons si l'encyclopédie des recettes de l'Univers est vraiment universelle pour toutes les étoiles, ou si, aux confins de la Galaxie, il existe des plats exotiques dont nous ne connaissons pas encore le goût.