Pendant des décennies, les astronomes ont fonctionné sous l'hypothèse confortable que les anneaux étaient l'accessoire exclusif des planètes géantes - les Saturne et Jupiter du cosmos, si vous voulez. Puis en 2013, un petit corps sombre en orbite entre Saturne et Uranus est passé devant une étoile et a clignoté deux fois de chaque côté de l'événement principal, révélant deux anneaux étroits autour d'un objet d'à peine 250 kilomètres de diamètre. « C'était une surprise », déclare Pablo Santos-Sanz, astronome à l'Instituto de Astrofísica de Andalucía à Grenade, en Espagne. Depuis, la question est de savoir de quoi ces anneaux sont faits et combien de temps ils peuvent durer. Spoiler : on ne sait toujours pas, mais on est maintenant légèrement plus confus.

Dans une étude récente, Santos-Sanz et ses collègues ont utilisé le télescope spatial James Webb pour observer le même corps, désormais connu sous le nom de Chariklo, passer à nouveau devant une étoile d'arrière-plan. Ils ont découvert que l'un de ses anneaux était devenu plus dense et que l'autre avait presque disparu. On ne sait pas exactement pourquoi. C'est l'équivalent astronomique de vérifier votre compte bancaire et de constater qu'un solde a mystérieusement augmenté et l'autre mystérieusement diminué - sauf que la banque est le système solaire externe et que personne ne répond au téléphone.

La technique derrière l'observation est simple. « Nous prédisons quand un objet du système solaire passe devant une étoile », explique Santos-Sanz. La lumière de l'étoile diminue un instant, et la forme de cette baisse révèle la taille, la forme et l'environnement de l'objet qui l'a causée. « C'est particulièrement difficile pour les petits corps, et plus difficile encore pour les petits corps distants », dit-il. En d'autres termes, c'est comme essayer de photographier un grain de sable spécifique passant devant un lampadaire lointain - pendant que le lampadaire bouge aussi.

La difficulté est que la silhouette de la cible dans le ciel est minuscule, et savoir quand elle croisera une étoile particulière nécessite des données de positionnement très précises pour les deux. Pourtant, en 2013, nous avons utilisé des télescopes au sol pour discerner les deux anneaux de Chariklo, C1R et C2R. Ceux-ci se situaient à 390 et 405 kilomètres de son centre et ne mesuraient que quelques kilomètres de large et environ 7 kilomètres d'écart.

Faire cela avec un télescope spatial, cependant, rend l'alignement considérablement plus difficile. Le JWST se trouve au point de Lagrange L2, et les contrôleurs doivent pousser le télescope toutes les quelques semaines pour maintenir son orbite stable. « C'est une tâche assez délicate », dit Santos-Sanz. Son équipe a identifié une possible occultation de Chariklo en août 2022 et a refait la prédiction chaque semaine. Entre la première prédiction et l'une des dernières, la ligne de visée projetée s'est décalée d'environ 110 kilomètres, ce qui suffisait à la déplacer complètement hors du corps. Malheureusement, le JWST exige que des observations comme celle-ci soient planifiées au moins 14 jours à l'avance. Donc, vous vous engagez essentiellement dans un rendez-vous à l'aveugle avec une ombre.

« Nous l'avons fait peut-être un peu à l'aveugle, parce que nous ne savions pas exactement où était la ligne de visée », dit Santos-Sanz. « Je vais déplacer l'un des plus grands et des meilleurs télescopes de l'espace, et nous ne savons pas si finalement nous attraperons cela ou non. » Mais tout s'est bien passé. L'équivalent astronomique de lancer une fléchette par la fenêtre et de toucher dans le mille sur un train en marche.

L'occultation a eu lieu le 18 octobre 2022. La géométrie reconstruite montre que la ligne de visée du JWST vers l'étoile d'arrière-plan a frôlé 7,4 kilomètres au-dessus de la surface de Chariklo, manquant le corps mais captant ses anneaux.

Le JWST a enregistré l'événement simultanément dans deux bandes proche infrarouge, à 1,5 et 3,2 micromètres, ce qui en fait la première fois que quelqu'un a capté les anneaux d'un petit corps dans une bande au-delà de trois micromètres - une gamme que l'atmosphère terrestre met hors de portée des télescopes au sol. Donc, ça fait un point pour la colonne des télescopes spatiaux.

L'anneau intérieur est apparu de manière indéniable, avec des bords abrupts et distincts, mais il était beaucoup plus sombre qu'avant. En moyenne sur environ 10 occultations précédentes depuis le sol, l'opacité normale de C1R (la fraction de lumière stellaire qu'il bloque) était de 0,303. Le JWST l'a mesurée à 0,431. « Nous n'y avons pas cru au début, alors nous nous sommes beaucoup battus avec les données », a déclaré Santos-Sa