HATS-6 b : le JWST détecte de l’ammoniac sur cette exoplanète

Cinq cents années-lumière nous séparent de HATS-6 b, et le télescope spatial James Webb vient d’y repérer de l’ammoniac. L’équipe de l’université du Maryland a aussi identifié de l’eau et du méthane dans l’atmosphère de cette géante gazeuse. Ses résultats, parus dans l’Astronomical Journal le 8 septembre 2026, posent autant de questions qu’ils apportent de réponses.

Les planètes de ce type ne sont qu’une quarantaine à être connues.

Une géante qui n’aurait pas dû naître là

HATS-6 b a à peu près la taille de Jupiter. Elle boucle son orbite en trois jours seulement, collée à une naine rouge, ce type d’étoile petite, froide et rougeâtre qu’on appelle aussi naine M. Pour situer l’échelle, Mercure, la planète la plus proche de notre Soleil, met 88 jours à faire le même tour.

Le problème tient à la différence de poids entre l’étoile et sa planète. Giannina Guzmán Caloca, doctorante à l’université du Maryland et autrice principale de l’étude, rappelle que ces petites étoiles manquent de matière et de temps pour fabriquer des mondes aussi gros que Jupiter ou Saturne. D’où son constat : l’existence de HATS-6 b ne devrait pas être possible au regard de ce que l’on sait. Les modèles de formation planétaire se retrouvent pris en défaut.

L’objet fait partie d’un programme du JWST baptisé GEMS, pour « Giant Exoplanets around M-dwarf Stars ». Sept de ces géantes atypiques y sont observées, avec un objectif clair : les comparer à leurs cousines mieux connues, celles qui gravitent autour d’étoiles comparables au Soleil. Si les deux familles se sont formées différemment, la composition de leur atmosphère devrait en garder la trace.

Lire la chimie d’un monde dans de la lumière filtrée

La méthode porte le nom de spectroscopie par transmission. Quand HATS-6 b passe devant son étoile, une infime part de la lumière stellaire traverse l’atmosphère de la planète avant d’atteindre le télescope. Chaque molécule absorbe des longueurs d’onde bien précises, et ces absences dessinent une empreinte chimique.

L’équipe a observé deux transits avec le spectrographe NIRSpec du JWST, sur une plage allant de 0,6 à 5,3 micromètres. Les analyses ont fourni des indices solides de présence d’eau, de méthane et d’ammoniac. Le dioxyde de carbone apparaît aussi, mais avec un niveau de preuve plus faible. Quatre molécules au total, sur un monde dont la lumière met cinq siècles à nous parvenir.

C’est seulement la deuxième fois que cette technique détecte de l’ammoniac autour d’une autre étoile.

La rareté du signal s’explique par la chimie. À haute température, l’azote préfère se loger dans la molécule de diazote, plus stable, et l’ammoniac disparaît des spectres. Chez les Jupiter chauds, très proches de leur étoile, on en cherchait donc sans grand espoir. Giannina Guzmán Caloca résume l’affaire ainsi : le carbone, l’hydrogène et l’oxygène sont déjà connus dans ces atmosphères, alors que ammonia is something almost never detected before. Elle parle d’une molécule entièrement nouvelle à intégrer dans les modèles.

Un froid qui dérange les calculs

Les modèles d’atmosphère ont restitué pour HATS-6 b une température d’environ 514 kelvins, soit près de 241 °C. Pour une planète qui orbite en trois jours autour de son étoile, c’est nettement moins que ce que prévoient les calculs classiques fondés sur la distance à l’astre. Le chiffre reste brûlant à l’échelle humaine, mais il est froid pour un Jupiter chaud.

Ce refroidissement relie d’ailleurs les deux découvertes : un air plus frais est précisément celui où l’ammoniac peut survivre et se laisser voir. Les auteurs ont par ailleurs conclu à une métallicité inférieure à celle du Soleil, c’est-à-dire une atmosphère moins riche en éléments plus lourds que l’hydrogène et l’hélium. Cette donnée figure jusque dans le titre de l’article scientifique.

Les conséquences dépassent le cas de HATS-6 b. La température entre dans tous les calculs servant à déduire la composition d’une atmosphère, si bien qu’un écart de cette ampleur jette un doute sur la fiabilité des lectures faites autour d’étoiles petites et actives. Les astronomes qui comparent des planètes entre elles devront donc vérifier que leurs thermomètres théoriques tiennent la route.

Cette même prudence vaut pour les molécules détectées. Si le thermomètre se trompe, les abondances de méthane, d’eau et d’ammoniac en dépendent aussi, puisque l’équilibre chimique change avec la chaleur. Seule une comparaison avec les autres cibles du programme GEMS dira si HATS-6 b est une exception ou la règle.

Les observations relèvent du programme JWST GO 3171, soutenu par la NASA via le Space Telescope Science Institute, et les données sont archivées au Mikulski Archive for Space Telescopes. Six autres géantes de la liste GEMS attendent leur lecture, et chacune dira si l’ammoniac de HATS-6 b était un cas isolé.

Sources : universemagazine.com | arxiv.org