Cinquième planète autour de HR 8799 : un murmure dans le vacarme de l'orchestre
L'orchestre joue fortissimo, et au troisième rang quelqu'un chuchote. Entendre ce murmure, c'est le défi auquel les astronomes ont été confrontés autour de l'étoile HR 8799 : quatre planètes géantes brillantes étouffent la faible lumière d'une possible cinquième, cachée tout près de l'étoile.
Pour percevoir ce murmure, le télescope James Webb a utilisé un masquage d'ouverture : un masque percé de sept trous transforme le miroir en une sorte de réseau, et la lumière des planètes se combine en une figure qui renseigne sur leur position. Mais cette figure était brouillée par le bruit du détecteur, notamment l'effet « plus clair, plus sombre », où un pixel brillant s'étale et brouille ses voisins. Le nouveau pipeline Amigo a construit un modèle complet du trajet de la lumière, des photons jusqu'aux pixels, a tenu compte de cet effet et a soustrait les parasites.
Dans la carte de vraisemblance résiduelle, un pic est apparu à 150 millisecondes d'arc au nord de l'étoile. C'est comme repérer une pièce de monnaie à 200 kilomètres. Le contraste de la source atteint 2,2×10⁻⁴ dans le filtre F380M, à peine au-dessus du seuil de 3σ, mais l'ajustement orbital donne pour le candidat f un demi-grand axe d'environ 7 unités astronomiques et une masse de 1,7 masse de Jupiter. Sa position concorde avec l'une des configurations résonantes stables prédites auparavant.
Auparavant, la région interne de HR 8799 restait inaccessible à cause d'erreurs systématiques du détecteur, qui dégradaient les figures d'interférence aux petits écarts angulaires. Désormais, la méthode de modélisation directe complète du détecteur NIRISS ouvre l'accès à des zones jusque-là cachées. Elle peut d'ores et déjà être appliquée aux données archivées de JWST pour rechercher de faibles compagnons autour d'autres étoiles.
L'orchestre continue de jouer, mais nous disposons maintenant d'une partition où le murmure est noté. Il reste à attendre des observations répétées pour vérifier que la cinquième planète se déplace bien avec l'étoile, et n'était pas un simple reflet fortuit.
Le système HR 8799 a été photographié pendant plus de 25 ans, mais la cinquième planète se cachait à seulement 0,15 seconde d'arc de l'étoile : c'est comme distinguer une pièce de monnaie à 200 kilomètres de distance.
Dans le roman « Fiasko » de Stanisław Lem, des astronautes cherchent une planète autour d'une étoile, cachée par un puissant rayonnement. Ici, le défi est similaire : un objet faible se perd dans l'éclat de l'étoile, et il faut une technique particulière pour l'en extraire.