Une planète cachée découverte sur des images du télescope James Webb grâce à une nouvelle méthode de suppression de la lumière stellaire

Des astronomes ont découvert une planète jusqu'alors cachée en dehors de notre système solaire sur des images déjà existantes du télescope spatial James Webb (JWST). Ils y sont parvenus grâce à une nouvelle méthode de calcul décrite dans un article de la revue Nature publié en ligne le 4 novembre.

Les planètes situées hors de notre système solaire, appelées exoplanètes, sont difficiles à observer car leurs étoiles hôtes brillent très fortement. La nouvelle approche, baptisée Physics-based Learning for Imaging Planets (FLIP), utilise une réplique virtuelle, ou « jumeau numérique », de la caméra proche infrarouge (NIRCam) de Webb. L'équipe a construit un modèle physique détaillé de la caméra et utilisé des outils d'optimisation issus de l'apprentissage automatique pour ajuster des millions de variables jusqu'à ce que la simulation corresponde aux observations réelles. Cela produit un modèle précis de l'éblouissement de l'étoile, qui peut ensuite être soustrait des images originales.

Lors de tests sur des planètes déjà connues, FLIP a atteint une sensibilité de détection deux à quinze fois supérieure à celle des méthodes classiques, selon l'article.

L'auteur principal, Rodrigo Ferrer-Chavez, doctorant à l'université Northwestern, a indiqué que les petites imperfections du télescope ne constituent pas un facteur limitant pour les types de planètes pouvant être imagées. Parmi les coauteurs figurent Katie Bouman, de Caltech, et Jason Wang, de Northwestern. Une tentative antérieure d'entraîner des modèles d'apprentissage automatique à prédire les motifs de lumière stellaire n'avait pas fonctionné, ce qui a conduit l'équipe vers l'approche fondée sur la physique.

Les chercheurs affirment que FLIP pourrait être utilisée pour fouiller les archives de Webb à la recherche de planètes passées inaperçues, et pourrait fonctionner avec d'autres télescopes. Ils estiment aussi qu'elle pourrait aider de futures missions, comme l'Observatoire des mondes habitables (Habitable Worlds Observatory) proposé par la NASA. Ils prévoient d'affiner la méthode et de la tester avec d'autres instruments, notamment le télescope spatial Roman et des télescopes terrestres.