David Charbonneau

Le radiotélescope RATAN-600 est un anneau de centaines de panneaux d'aluminium sur le flanc d'une montagne en Karatchaïévo-Tcherkessie. Au printemps 2018, son miroir a capté les ondes radio de seize naines rouges — des étoiles petites, sombres, mais à la très longue durée de vie.

À l'été 2023, les thermomètres du monde entier affichaient des chiffres que même les prévisions les plus audacieuses n'avaient pas anticipés.

Un peintre qui représente l'océan ne se limite pas à deux couleurs : le chaud et le froid. De même, les climatologues qui étudient El Niño parlent de plus en plus de toute une palette de nuances. El Niño est un courant chaud au large du Pérou qui, tous les quelques années, modifie le temps à l'échelle de la planète. Son opposé, La Niña, apporte le froid.

Le cycle du carbone ressemble à la respiration de la planète. Les forêts et les océans inspirent le dioxyde de carbone, tandis que l'industrie et les feux de forêt l'expirent. En 2023, cette inspiration est devenue saccadée et brève.

La température de la pièce baisse de quelques degrés pendant que le réfrigérateur fonctionne sans le moindre compresseur en mouvement. À l'intérieur, pas de fréon, mais un morceau de métal que l'on aimante et désaimante tour à tour.

De juillet 2023 à juillet 2024, l'atmosphère terrestre a accumulé du dioxyde de carbone à raison de 3,66 parties par million par an. C'est le rythme le plus rapide depuis 1979. La raison n'est pas que les usines et les voitures se sont soudainement mises à émettre plus de CO₂. Les poumons de la planète, les forêts et les sols, ont inspiré moins.

Le point rouge sur l'image du télescope spatial James Webb, c'est la galaxie Bz5.3, dont la lumière a mis 12,5 milliards d'années à nous parvenir. Elle se trouve derrière l'amas de la Balle, dont le champ gravitationnel a agi comme une lentille et a amplifié son éclat d'un facteur 3,7.

En août 2024, le coronographe MIRI du télescope James Webb observait Alpha du Centaure A, l'étoile de type solaire la plus proche du Soleil. À 1,5 seconde d'arc de l'étoile, une source ponctuelle S1 a clignoté. Flux de 3,5 mJy, contraste de 5,5×10⁻⁵. Quatre à six sigma. Un phare a brillé dans la brume.

Dans la pièce sombre de l'Univers primordial, une première étincelle a jailli. Quelques centaines de millions d'années après le Big Bang, alors que le cosmos n'était rempli que d'hydrogène et d'hélium, sont nées les étoiles de population III, des géantes sans métaux dont la lumière a pour la première fois déchiré les ténèbres primordiales.

Une toupie inclinée sur une table, autour de laquelle tourne une galette de poussière. Voilà à quoi ressemble un jeune système stellaire où l'axe de rotation de l'étoile et le plan du disque protoplanétaire ne coïncident pas.

Quatre heures cinquante-huit minutes. À ce rythme, tel un métronome, quelque chose passe devant la naine blanche ZTF J1944+4557, assombrissant sa lumière d'un tiers, parfois de près de la moitié.

En 2022, le télescope Subaru a photographié un point lumineux à 100 unités astronomiques de l'étoile AB Aurigae. Ce point a été nommé planète AB Aur b, mais les débats n'ont pas cessé : qu'est-ce qui brille exactement, la planète elle-même ou la poussière qui l'entoure ?

Le côté diurne de la planète WASP-121b est chauffé à 2358 kelvins, soit plus chaud que la surface de nombreuses étoiles. Ici, dans une lumière éternelle, l’atmosphère ne bout pas seulement, elle fait fondre les roches et les transforme en gaz. Mais tout le gaz ne reste pas gazeux.

Un vent soufflant à contre-rotation de la planète attise la forge de carbone. Voilà à quoi ressemble l'atmosphère de l'objet PSR J2322-2650b, un compagnon de type jovien d'un pulsar milliseconde.

Au centre de la Voie lactée, à 27 000 années-lumière de la Terre, vit le trou noir supermassif Sagittarius A*. Sa masse est de quatre millions de Soleils. Il ne brille pas intensément comme les quasars, mais couve à peine visiblement. Pendant longtemps, les astronomes ont débattu pour savoir s'il émettait un vent.

En 2023, le télescope James Webb a braqué son regard sur une étoile lointaine de la constellation de la Vierge. Autour d'elle orbite la planète HAT-P-26 b, un Neptune tiède, un monde de 18,6 masses terrestres et de 6,33 rayons terrestres.

Le télescope James Webb a repéré dans l'Univers primordial une multitude d'objets compacts surnommés « petits points rouges ». Ils sont trop rouges et trop faibles pour être des quasars ordinaires, et les astrophysiciens se demandent ce qui les alimente.

Les naines brunes sont des « étoiles ratées » qui n'ont jamais réussi à allumer leur fournaise nucléaire. Plus massives que des planètes mais plus légères que des étoiles, elles ressemblent à de gigantesques mixeurs atmosphériques : leurs entrailles sont brûlantes, leurs couches supérieures relativement fraîches, et de puissants courants secouent ce mélange.

Les astronomes ne comprenaient pas pourquoi, dans la « zone des Neptunes brûlants » — la région tout près des étoiles — il n'y a presque pas de planètes de la taille de Neptune. On pensait qu'elles y étaient condamnées : la proximité de l'étoile fait évaporer l'atmosphère, ne laissant qu'un noyau rocheux nu.

Grâce à James Webb, le télescope spatial le plus puissant jamais conçu, les astronomes ont jeté un coup d'œil dans la loge cosmique et ont observé les anneaux de l'astéroïde Chariclo en pleine métamorphose.

Beaucoup de planètes autour d'autres étoiles — exoplanètes — ont des orbites allongées. À chaque rapprochement, la gravité de l'étoile les comprime et les étire, comme si elle pétrissait une pâte. Les frottements réchauffent l'intérieur au point de faire fondre la roche, créant des océans de magma souterrains.

La planète WASP-121b est si proche de son étoile que la chaleur fait évaporer son atmosphère, qui s'échappe comme les queues d'une comète. Grâce au télescope James Webb, les astronomes ont pour la première fois observé ce processus en continu.

Le télescope TESS, qui cherche habituellement des planètes autour d'autres étoiles, a remarqué 24 baisses de luminosité autour de RZ Psc. C'étaient des comètes — des blocs de 1 à 7 km, passant devant le disque de l'étoile.

L'objectif de la caméra n'est pas plus grand qu'une pièce de monnaie. On en trouve dans les smartphones, mais ici il était installé sur la sonde Hayabusa-2 pour les atterrissages sur astéroïde.

Dans l'obscurité infinie de l'espace interstellaire, la planète vagabonde WISE 0855 scintille d'une lueur thermique à peine perceptible, comme une braise qui se refroidit.

Après la naissance de la Lune, la Terre ressemblait à une pâte brûlante : un océan de magma liquide sous un épais voile de gaz. La Lune agissait comme une immense cuillère, pétrissant sans cesse cette pâte par sa gravité. Les frottements généraient de la chaleur, retardant le refroidissement.

Le type de planète le plus courant dans notre Galaxie est celui des mondes rocheux autour d'autres étoiles, ou exoplanètes, enveloppés du gaz le plus simple, l'hydrogène. Leur contenu est resté un mystère jusqu'à ce que des scientifiques reproduisent en laboratoire les conditions de leurs entrailles.

Le télescope James Webb a recueilli des milliers de spectres de galaxies lointaines — des empreintes colorées de leur lumière. Pour ne pas se noyer dans cette diversité, les astronomes ont confié à un programme le soin de trier les trouvailles.

Parmi les exoplanètes, on trouve souvent des sub-Neptunes – des mondes un peu plus petits que Neptune. On les détecte par la méthode du transit (l'occultation de l'étoile), dont le pionnier fut William Borucki.

La vie a commencé avec des molécules semblables à de la crème solaire naturelle — à base de carbone, elles absorbaient les ultraviolets doux du jeune Soleil et les transformaient en chaleur.

Les horaires de bus dérivent : si on ne les vérifie pas, on rate le bus. Les planètes d'autres étoiles ont le même problème : leurs passages devant le disque se décalent progressivement. Le projet ExoClock a combiné 30 000 observations depuis la Terre et l'espace pour affiner l'horaire de 620 mondes lointains.

Les naines brunes sont plus lourdes que les planètes, mais plus légères que les étoiles. Leur atmosphère ressemble à une marmite en ébullition : des nuages de sable brûlant et de gouttelettes de fer montent et descendent sans cesse.

Une étoile chauffe sa planète comme un four chauffe une marmite. Pour la plupart des sub-Neptunes (des mondes plus grands que la Terre mais plus petits que Neptune), la chaleur est suffisante pour qu'un océan de roche en fusion bouillonne éternellement sous un ciel d'hydrogène.

Pour écouter l'atmosphère d'une planète lointaine, le bruit de l'étoile gêne. Dans le système TRAPPIST-1, les astronomes ont utilisé une planète « mouchard » : TRAPPIST-1 b est une voisine sans air qui n'enregistre que les parasites. En soustrayant cet enregistrement du signal de la planète TRAPPIST-1 e, on peut isoler la voix pure de son air.

Les Jupiter chauds — des exoplanètes géantes qui tournent tout près de leur étoile — sont mystérieusement gonflés. Leur rayon dépasse souvent de 50 à 100 % ce que prédisent les modèles standards de formation.

Dans le vide, tous les objets tombent avec la même accélération – c'est le fondement de la gravité d'Einstein. Mais jusqu'à présent, cette règle n'a été vérifiée que sur des particules de matière ordinaire.

Le Soleil s'embrase lentement, et dans quelques centaines de millions d'années, sa chaleur serait mortelle pour la Terre. Heureusement, un thermostat planétaire intégré — le cycle du carbone — fait que, en cas de surchauffe, les roches absorbent plus rapidement le dioxyde de carbone, refroidissant ainsi le climat.

Le télescope James Webb observe l'étoile TRAPPIST-1 — une minuscule naine rouge autour de laquelle gravitent sept planètes de la taille de la Terre. Et il voit quelque chose d'inhabituel : les éruptions brillantes sur cette étoile atteignent à peine 3500–4000 degrés.

La chasse aux exoplanètes s'apparente à attraper des ombres : une planète invisible ne se trahit que par une atténuation microscopique de la lumière de son étoile.

Autour de TRAPPIST-1, la photosynthèse oxygénique perd la course. Cette étoile naine émet surtout de l'infrarouge, et non de la lumière visible comme le Soleil.