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Dans le cadre d’une nouvelle étude, une équipe internationale d’astronomes, utilisant le télescope spatial James- Webb, a mis en en lumière un phénomène fascinant : des planètes massives capables de créer leur propre système planétaire mais dans une obscurité totale, loin de toute étoile. Explications.
Des « planètes voyous »
Ces planètes seraient le centre d’une sorte de version miniature de notre Système solaire, autour desquels graviteraient des planètes plus petites. Invisibles pour la plupart de nos instruments, faute de lumière stellaire pour les éclairer, ils se cacheraient dans les profondeurs noires de l’espace.
Comme cela est mentionné dans l’étude publiée dans The Astronomical Journal, ces planètes appartiennent à la catégorie des « planètes voyous », autrement dit des objets flottants, non liés à une étoile par la gravité. Certaines seraient nées autour d’un astre avant d’en être éjectées, mais d’autres pourraient s’être formées directement, via le même processus que les étoiles.
Quand une planète naît comme une étoile
« Ces découvertes montrent que les éléments constitutifs de la formation des planètes peuvent être trouvés même autour d’objets à peine plus grands que Jupiter et dérivant seuls dans l’espace », a déclaré Belinda Damian, astronome à l’université de St Andrews en Écosse et auteure principale de l’étude. « Cela signifie que la formation des systèmes planétaires ne se limite pas aux étoiles, mais pourrait également se produire autour de mondes solitaires et sans étoiles. »
Les observations de James-Webb, réalisées entre août et octobre 2024, ont porté sur huit planètes flottantes, cinq à dix fois plus massives que Jupiter. Issues de l’effondrement de nuages géants de gaz, elles n’ont pourtant pas accumulé assez de matière pour déclencher les réactions de fusion nucléaire. Et ces « pouponnières stellaires » sont habituellement associées à la naissance des étoiles. Elles se distinguent ainsi des naines brunes, beaucoup plus massives (des dizaines de fois la masse de Jupiter) mais elles aussi incapables de devenir de véritables étoiles.
Des disques de poussière propices à la formation planétaire
L’équipe a détecté un excès d’émissions infrarouges chez six de ces planètes, signe qu’elles sont entourées de disques de gaz et de poussière. Ce phénomène est déjà connu autour de certaines planètes errantes, mais ici, les chercheurs ont trouvé mieux : les disques semblent présenter les premières étapes de la formation de nouvelles planètes.
Ils ont aussi observé la présence de grains de silicate en pleine croissance et cristallisation. Ces particules peuvent s’agglutiner, formant peu à peu des planétésimaux, les briques de base des mondes naissants. Il s’agit de la première détection confirmée de ce type de grains autour d’objets de masse planétaire.
« Ces études montrent que des objets de masse comparable à celle des planètes géantes ont le potentiel de former leurs propres systèmes planétaires miniatures », a précisé Aleks Scholz, coauteur et astronome à St Andrews. « Ces systèmes pourraient ressembler au Système solaire, mais réduits d’un facteur 100 ou plus en masse et en taille. L’existence de tels systèmes reste à démontrer. »
Par ailleurs, James-Webb révèle des galaxies âgées de 13 milliards d’années : « ce qu’on observe dépasse nos attentes ».