Exoplanètes
par Vincent Mollet
publié le 05 mars 2002, mis à jour le 1 octobre 2004
La recherche d'une vie extraterrestre passe par celle de planètes situées hors de notre système solaire. En effet, à l'intérieur de ce dernier, notre Terre semble être le seul endroit où se soit développée une vie complexe. Certes, on trouvera peut-être des traces de vie unicellulaire (actuelle ou passée) sur certains autres corps de notre système (Mars, par exemple) mais il paraît exclu d'y découvrir une vie évoluée et a fortiori intelligente. En dehors, tous les espoirs sont, par contre, permis vu le nombre de galaxies existantes, le nombre d'étoiles que contiennent ces galaxies et le nombre potentiel de planètes orbitant autour de ces étoiles. La recherche de ces planètes, qualifiées d'exoplanètes ou de planètes extrasolaires, est donc un domaine extrêmement intéressant et prometteur.
Détecter de telles planètes n'est cependant pas simple : elles sont extrêmement éloignées, ne produisent pas de lumière et l'étoile autour de laquelle elles tournent aveugle l'observateur. Plutôt que leur observation directe, des techniques de détection indirectes ont été développées.
On dit souvent que la Terre tourne autour du Soleil. En réalité, si une étoile est accompagnée d'une unique planète, l'une et l'autre tournent autour du centre de masse du système qu'elles composent. Bien entendu, compte tenu de la masse nettement plus grande de l'étoile, ce centre est bien plus proche de cette dernière que de la planète. Il peut même se trouver à l'intérieur de l'étoile mais il ne correspond en tous les cas pas exactement au centre de celle-ci. L'étoile décrit donc un certain mouvement provoqué par la présence de la planète. C'est en observant ce mouvement que l'on peut déterminer le nombre de planètes orbitant autour de l'étoile, leur masse et leur distance du centre de l'étoile. Voici quelques méthodes de détection employées ou envisagées...
Une première technique consiste à discerner les variations dans le spectre de la lumière émise par l'étoile. Par effet Doppler, celle-ci apparaît plus rouge si elle s'éloigne de l'observateur, plus bleue si elle s'en approche. En mesurant ces variations, on peut calculer le mouvement décrit par l'étoile et en déduire la présence et les caractéristiques des éventuelles planètes qui l'accompagnent.
L'astrométrie est une autre façon de procéder qui consiste à mesurer précisément la position d'une étoile dans le ciel par rapport à d'autres objets plus éloignés (qui apparaîtront donc fixes). L'analyse des variations de cette position peut révéler si des planètes orbitent autour de cette étoile et fournir, si tel est le cas, des données sur celles-ci.
D'autres techniques sont également envisageables :
Le passage d'une planète entre la Terre et une étoile induit une modification dans la lumière qui nous parvient de cette dernière. On peut également se baser sur ce fait dans la recherche de planètes extrasolaires.
Il y a évidemment aussi la détection optique directe de la planète. Afin de masquer la lumière de l'étoile autour de laquelle elle tourne et qui aveugle l'observateur, on peut annuler cette lumière à certaines fréquences par interférences destructrices ou occulter l'étoile à l'aide d'un coronographe.
La détection, dans les années 1980, d'un disque de poussière autour de Beta Pictoris, par le Dr Bradford A. Smith, de l'Université d'Arizona à Tucson et le Dr Richard J. Terrile, du Jet Propulsion Laboratory, avait apporté la preuve que de tels disques pouvaient exister autour d'autres étoiles que notre Soleil. Beta Pictoris semblait être au centre d'un système planétaire en formation…
En 1994, le Dr Alexander Wolszczan, radioastronome à l'Université d'Etat de Pennsylvanie repéra quelques « planètes » orbitant autour d'un pulsar, c'est-à-dire d'une étoile morte, résidu dense de supernova, en rotation rapide sur lui-même et émettant des radiations rendant vraisemblablement impossible toute vie à proximité. Quoique fort intéressants, ces objets ne correspondaient donc pas vraiment à ce que l'on espérait dans le cadre de la recherche d'une vie extraterrestre.
La première découverte d'une exoplanète orbitant autour d'une étoile similaire à notre Soleil fut l'oeuvre, en 1995, de l'équipe suisse de Michel Mayor et Didier Queloz, de l'Observatoire de Genève. Ils annoncèrent la détection d'une exoplanète autour de 51 Pegasi, une étoile dont la masse vaut 1,05 fois celle du Soleil. Ceci marqua le début d'une série impressionnante de découvertes semblables, notamment par Geoffrey W. Marcy et Paul Butler de l'Université d'Etat de San Francisco et de l'Université de Californie à Berkeley.
Notons que la découverte de la planète HD 114762 b avait, quant à elle, déjà été annoncée en 1989 mais son existence n'a été confirmée que plus tardivement. Par ailleurs, vu sa masse (11 masses de Jupiter), elle pourrait peut-être être considérée comme une naine brune...
A l'heure actuelle, une bonne centaine de planètes extrasolaires ont été répertoriées... Beaucoup d'entre elles ont cependant des orbites bizarres, excentriques et extrêmement proches de leur étoile, ce qui n'y plaide pas vraiment en faveur de l'apparition d'une vie. Ainsi, 51 Pegasi b, dont j'ai parlé plus haut, circule à une distance moyenne de 0,05 UA de son étoile. Pour mémoire, 1 UA, Unité Astronomique (distance moyenne Terre-Soleil), vaut environ 150.000.000 km. La planète 51 Pegasi b circule donc à une distance moyenne de 7.500.000 km d'une étoile. En comparaison, dans notre système, la plus proche voisine du Soleil, la petite Mercure, est presque 8 fois plus éloignée de ce dernier (et la Terre est près de 20 fois plus lointaine) ! Certains satellites de Jupiter ou de Saturne sont même plus éloignés de leur planète que ne l'est cette exoplanète de son étoile...
Plus récemment, des planètes aux orbites plus circulaires et plus éloignées de leurs étoiles ont été repérées.
Cependant, aucune des exoplanètes trouvées à ce jour ne semble habitable. Il s'agit en effet toujours de géantes vraisemblablement gazeuses, comme Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune dans notre système solaire. Leurs masses vont de l'équivalent de celle d'Uranus ou Neptune, environ, à plus de 10 fois celle de Jupiter. Dans ces derniers cas, on approche la limite qui sépare une planète de ce que l'on appelle une naine brune, c'est-à-dire une étoile « ratée ».
D'ici cinq à dix ans, le perfectionnement des techniques devrait cependant permettre de repérer, chose encore impossible pour l'instant, et même d'analyser les premières planètes d'une taille comparable à celle de la Terre, bien plus fascinantes pour ceux qui cherchent à savoir si nous sommes la seule vie intelligente de l'Univers… Une fois détectées, de telles planètes ne seraient pas pour autant facilement accessibles pour des sondes : l'étoile la plus proche du Soleil, Proxima du Centaure, est 7000 fois plus loin de nous que Pluton, la plus éloignée des planètes du Système Solaire !
Nous ne sommes donc qu'au tout début d'une fantastique aventure…
Nous vous proposons de consulter, sur notre site, la liste de toutes les exoplanètes découvertes, avec leurs caractéristiques ! Nous avons en effet reçu du Jet Propulsion Laboratory l'autorisation de traduire, de commenter et de publier sa base de données sur le sujet.
Vous trouverez d'autres listes du même genre (en anglais, toutefois) sur planetquest.jpl.nasa.gov, exoplanets.org ou encore sur Extrasolar Planets Encyclopaedia...
