Lancé le 25 décembre 2021, le James Webb a terminé sa phase de tests en juillet 2022. Les programmes scientifiques ont débuté et produisent déjà leurs premiers résultats, dont la première image d'une exoplanète obtenue dans l'infrarouge moyen, HIP 65426 b. Il s'agit d'une exoplanète géante très jeune, d'environ 15 millions d'années, située à 90 unités astronomiques de son étoile. D'une masse estimée à environ 7 masses de Jupiter, elle avait été découverte avec l'instrument européen Sphere au Very Large Telescope (Chili) en 2017. Les instruments du James Webb rendent désormais possible son observation directe dans l'infrarouge.

C'est grâce aux instruments NIRCAM et MIRI qu'HIP 65426 vient d'être observée dans le cadre d'un programme Early Release Science, mené par une collaboration internationale incluant plusieurs chercheurs français, notamment du CEA-Irfu.

MIRI est le seul instrument en infrarouge moyen du James Webb. Son système imageur a été conçu en partie par un consortium de laboratoires français mené par l'Irfu. Il embarque un système coronographique grâce auquel la lumière provenant de l'étoile centrale est fortement atténuée, ce qui permet d'obtenir des images des exoplanètes et d'étudier leur atmosphère. Les coronographes de MIRI, qui reposent sur une innovation technologique inventée à l'Observatoire de Paris-PSL atteignent des performances meilleures que celles initialement prévues. La publication récente de ces résultats montre que la lumière stellaire peut être atténuée d'un facteur 10 000 à 100 000. Ces coronographes fonctionnent aux longueurs d'ondes de 10,65 μm, 11,40 μm et 15,50 μm, choisies spécialement pour sonder l'atmosphère des exoplanètes géantes, identifier des molécules comme l'ammoniac, et compléter les observations au sol en infrarouge proche.

Les données recueillies sur HIP 65426 b fournissent la première mesure fiable de la température qui règne dans l'atmosphère de cette exoplanète : 1400°C, soit la température de la flamme d'un briquet. Les scientifiques s'attendent à ce que des petits grains de poussière formés de silicates se forment et restent en suspension dans une telle atmosphère.

JWST démontre ainsi son potentiel pour étudier en détails les propriétés physico-chimiques de ces mondes extrasolaires et mieux comprendre leur formation. Les images pourraient aussi révéler de nouvelles planètes encore inconnues dans ces systèmes.

Ces images spectaculaires sont les premières du programme ERS 1387, entièrement dédié aux observations directes de systèmes planétaires proches. Les chercheurs étudieront notamment un système encore plus jeune de 5 millions d'années, autour duquel il reste encore énormément de gaz et de poussières, pour, par exemple, déterminer si ces poussières contiennent de la glace d'eau comme les comètes dans notre système solaire.