Des chercheurs de l’IREx obtiennent du temps d’observation prisé lors du Cycle 5 du télescope Webb

La concurrence a été plus rude que jamais pour obtenir le précieux temps d’observation sur le télescope spatial James Webb au cours de son cycle 5, qui débutera en juillet 2026. Le Space Telescope Science Institute a reçu un nombre record de 2 935 demande de temps sollicitant plus de 100 000 heures d’observation… alors que seulement environ 8 000 heures étaient disponibles! Cela représente un taux de sursouscription de près de 13 pour 1, le plus élevé jamais enregistré pour un télescope.

Le 13 mars, les résultats de cet appel à propositions ont enfin été annoncés, et plusieurs chercheurs de l’IREx se sont vu attribuer du temps d’observation très convoité sur le télescope pour leurs programmes de recherche. Les astronomes canadiens ont également obtenu d’excellents résultats, 5 % de l’ensemble du temps d’observation attribué ayant été accordé à des chercheurs principaux (PI) canadiens. Cette proportion passe à plus de 10 % si l’on inclut les co-chercheurs principaux (co-PI) canadiens.

Apprenez-en plus sur les programmes JWST du cycle 5 des chercheurs de l’IREx ici:

Loïc Albert, chercheur et scientifique de l’instrument NIRISS à l’Université de Montréal.

Programme 9579: The Fate of Jovian Worlds
PI: Susan Mullally (STScI)
co-PI: Loïc Albert (UdeM)
Temps alloué: 108.2h sur MIRI/Imaging
Résumé: Ce programme vise à obtenir des images directes d’une population de planètes géantes anciennes et froides en orbite autour de naines blanches proches, grâce aux capacités du JWST dans l’infrarouge moyen. Comme les naines blanches ne sont pas très lumineuses, elles offrent un contraste favorable pour détecter des planètes de masse inférieure à celle de Jupiter situées à une grande distance de leur étoile hôte. L’équipe mènera une étude de mouvement propre commun sur 30 systèmes proches au cours de plusieurs cycles d’observation, en ciblant des distances orbitales comprises entre 4 et 500 UA (1 UA correspondant à la distance entre la Terre et le Soleil). La sensibilité du JWST permet, pour la première fois, de détecter des systèmes planétaires similaires à notre Système solaire dans ces environnements, avec une sensibilité allant jusqu’à moins de la moitié de la masse de Jupiter pour toutes les cibles et inférieure à la masse de Saturne pour la plupart. Les planètes ciblées dans cette étude devraient avoir un âge entre 1 et 10 milliards d’années, ce qui les rend nettement plus froides que la plupart des exoplanètes observées directement. Le programme permettra de déterminer la fréquence d’apparition de planètes de type Jupiter et Saturne autour des naines blanches, et plus largement comment les systèmes planétaires évoluent après la mort de leur étoile hôte. Toute détection fournira un échantillon précieux de planètes froides et matures pour une future caractérisation atmosphérique et orbitale.

Érika Le Bourdais, doctorante à l’Université de Montréal.

Programme 9833: Journey to the Edge of WD 1145+017’s Circumstellar Disk
PI: Érika Le Bourdais (UdeM)
Temps alloué: 7.8h sur MIRI/Imaging, MIRI/LRS et NIRSpec/FR
Résumé: WD 1145+017 est une naine blanche polluée, entourée d’un disque de débris complexe et d’un planétésimal en pleine désintégration, offrant ainsi un laboratoire unique pour étudier les dernières phases de l’évolution des systèmes planétaires. Le système présente une abondance inhabituellement élevée d’éléments lourds tant dans son atmosphère que dans le gaz environnant, ce qui indique une accrétion continue à partir de son environnement circumstellaire. Ce programme utilisera les instruments MIRI et NIRSpec du JWST pour caractériser la structure thermique, la distribution spatiale et la composition minérale du disque de poussière. L’équipe analysera en particulier des caractéristiques infrarouges clés, telles que la bande de silicate à 10μm, afin de déterminer les propriétés du matériau du disque. Ces observations fourniront la première vue d’ensemble du processus de pollution dans un système de naine blanche, depuis le bord extérieur du disque circumstellaire jusqu’à la photosphère de l’étoile. Les résultats amélioreront notre compréhension de la façon dont les systèmes planétaires se désagrègent après l’évolution stellaire et offriront un aperçu de la composition de la matière des exoplanètes.

Thomas Vandal, doctorant à l’Université de Montréal.

Programme 10110: Uncovering the coldest extra-solar worlds: a companion search down to 200K around the coolest brown dwarfs
PI: Clémence Fontanive (Edinburgh)
Co-PI: Thomas Vandal (UdeM)
Temps alloué: 30.8h sur NIRCam/Imaging
Résumé: Ce programme vise à étudier la population la plus froide connue d’objets errants au-delà de notre Système solaire, appelés naines Y, dont les températures sont inférieures à 500 degrés K. Un écart important subsiste entre les naines Y les plus froides connues (~300 K) et Jupiter (~150 K), ce qui limite notre compréhension de la transition entre les naines brunes et les planètes géantes. À l’aide de la caméra NIRCam du JWST, l’équipe mènera une campagne d’imagerie sur 206 naines brunes de type tardif proches, situées à moins de 20 parsecs du Soleil, à la recherche de compagnons encore plus froids, jusqu’à environ 200 K, à des distances de 1 à 3 UA. Cette sensibilité ouvre une région jusqu’alors inexplorée de l’espace des paramètres, comprenant des compagnons de faible masse et des systèmes étroitement liés qui étaient inaccessibles aux campagnes précédentes. Le programme vise à identifier de nouvelles naines Y ultra-froides, à caractériser leurs atmosphères et à découvrir des systèmes binaires de référence adaptés aux mesures dynamiques de masse. Même un relevé partiel de l’échantillon devrait déboucher sur de nouvelles découvertes ou imposer des contraintes strictes sur la fréquence de ces objets. Ces observations contribueront à combler le fossé entre les naines brunes et les planètes géantes gazeuses, améliorant ainsi les modèles de physique atmosphérique, de formation et d’évolution aux masses les plus faibles.

Jared Splinter, doctorant à l’Université McGill.

Programme 11301: Cloudy with a Chance of Disequilibrium Chemistry: A Comprehensive View of Silicate Clouds in a Hot Jupiter with a MIRI/LRS Phase Curve
PI: Jared Splinter (McGill University)
Temps alloué: 69.5h sur MIRI/LRS
Résumé: Ce programme permettra d’obtenir une courbe de phase sur une orbite complète de la Jupiter chaude HD 189733 b à l’aide de la spectroscopie à basse résolution (LRS) de l’instrument MIRI du JWST. Des observations antérieures suggèrent que les Jupiter chaudes présentent une grande diversité de propriétés atmosphériques, les nuages et la chimie en déséquilibre jouant un rôle clé. Bien que l’on pense que HD 189733 b soit recouverte d’épais nuages, sa structure et sa composition atmosphériques restent mal connues en raison de l’absence de courbe de phase spectroscopique. Les observations proposées fourniront une courbe de phase à rapport signal/bruit élevé, permettant de contraindre la distribution globale des nuages, la composition et la structure thermique de la planète. La couverture de longueurs d’onde de MIRI est particulièrement bien adaptée pour sonder l’émission plus froide du côté nocturne et identifier des espèces moléculaires clés telles que le méthane et l’ammoniac, ainsi que les caractéristiques des nuages de silicates. En cartographiant la variation des propriétés atmosphériques à l’échelle de la planète, ces données fourniront des contraintes essentielles sur le transport d’énergie, la formation des nuages et les processus chimiques dans les atmosphères des Jupiter chaudes. L’ensemble de données ainsi obtenu servira de référence pour les modèles atmosphériques et contribuera à replacer HD 189733 b dans le contexte plus large de la diversité et de la formation des Jupiter chaudes.

Björn Benneke, professeur à l’Université de Montréal et à UCLA.

Programme 12157: MIRI Clarity: Uncovering the Mysteries of Water Worlds and Sub-Neptunes in the Mid-Infrared
PI: Björn Benneke (UdeM/UCLA)
co-PI: Pierre-Alexis Roy (UCLA)
Temps alloué: 57.6h sur MIRI/LRS
Résumé: Des observations récentes du JWST ont révélé une diversité surprenante dans les atmosphères des planètes de type sous-Neptune, en particulier près de la « vallée des rayons », où les planètes passent d’une composition riche en gaz à une composition plus compacte. Les données dans le proche infrarouge suggèrent une progression allant d’atmosphères dominées par l’hydrogène vers des mondes riches en eau et potentiellement dominés par l’eau, mais le chevauchement des caractéristiques moléculaires et les effets des nuages conduisent souvent à des interprétations ambiguës. Ce programme utilisera la spectroscopie à basse résolution (LRS) du MIRI du JWST pour observer cinq des planètes de type sub-Neptune les plus prometteuses, présentant des signatures moléculaires détectées précédemment. La gamme de longueurs d’onde du moyen infrarouge permet d’accéder à des caractéristiques spectrales clés, permettant la détection directe d’espèces contenant de l’eau et du soufre, difficiles à mettre en évidence à des longueurs d’onde plus courtes. En combinant ces observations avec les données existantes, l’équipe vise à résoudre les ambiguïtés concernant la composition atmosphérique et à mieux caractériser la diversité des atmosphères des planètes de type sous-Neptune. Le programme produira un ensemble uniforme de spectres de transmission de haute précision couvrant une gamme de 0,6 à 12μm, établissant ainsi des repères de référence pour la compréhension de la classe de planètes la plus courante dans la Galaxie.

Nous tenons également à féliciter les anciens membres de l’IREx Yayaati Chachan, Clémence Fontanive, Michael Radica, Pierre-Alexis Roy et Jake Taylor, qui sont tous chercheurs principaux ou co-chercheurs principaux dans le cadre des programmes du cycle 5. De nombreux autres programmes GO du cycle 5 du JWST bénéficieront du soutien de chercheurs canadiens et de l’IREx en tant que co-chercheurs. Pour consulter la liste complète des programmes sélectionnés pour le cycle 5, rendez-vous sur le site web du STScI. Félicitations à tous les astronomes qui ont obtenu du temps d’observation, ainsi qu’à tous ceux qui ont soumis des demandes!