Liste des exoplanètes : commentaires
par Vincent Mollet
publié le 13 juillet 2003, mis à jour le 1 octobre 2004
De notre base de données des exoplanètes, et bien que n'étant en aucun cas un spécialiste de la question, j'ai pu retirer quelques données marquantes que je souhaiterais présenter et, le cas échéant, commenter ici.
Je tiens à préciser que les commentaires qui suivent se basent pour l'essentiel sur notre base de données (elle-même basée, avec son accord, sur celle du Jet Propulsion Laboratory). Malgré le soin que nous lui portons (et celui que le JPL porte à sa base de données), il est possible qu'elle contienne l'une ou l'autre erreur et/ou qu'elle ne soit pas parfaitement à jour.
Dans l'hypothèse où vous remarqueriez une correction ou une quelconque amélioration que nous pourrions lui apporter, n'hésitez surtout pas à nous en faire part !!
Nombre de planètes connues
Voici tout d'abord le compte de toutes les planètes connues à ce jour, y compris celles de notre Système Solaire. Pour établir ce compte, nous nous basons actuellement sur le nombre mentionné par le JPL.
Planètes du Système Solaire : 9 (à condition de considérer Pluton comme une planète)
Exoplanètes : 137
Total : 146
Nombre de systèmes stellaires comptant des planètes
- Combien connaissons-nous d'étoiles autour desquelles des planètes ont été découvertes ?
Système à 9 planètes : 1 (notre Système Solaire)
Système à 4 planètes : 2 (dont un autour d'un pulsar)
Systèmes à 3 planètes : 2
Systèmes à 2 planètes : 10
Systèmes à 1 planète : 103
Total des systèmes comptant des planètes : 118
Types de planètes
Planète ne signifie pas nécessairement «vie intelligente », ni même « vie », ni même « surface solide ».
Parmi les types de planètes, on distingue
- les planètes telluriques : « semblables à la Terre » en ce sens qu'elles possèdent une surface solide, rocheuse.
- les géantes gazeuses : planètes de grande taille composées de gaz (avec peut-être un noyau solide).
Pluton, planète du Système Solaire, n'appartient ni à l'une ni à l'autre de ces catégories. De par sa taille particulièrement petite, elle pourrait ne pas être considérée comme une planète.
Les planètes telluriques sont celles qui paraissent les plus intéressantes pour la recherche de la vie extraterrestre. De fait, l'unique planète dont nous savons qu'elle abrite la vie (la Terre !) est une planète tellurique. La découverte de planètes telluriques hors de notre Système Solaire est cependant plus difficile que celle de géantes gazeuses, plus grandes et plus massives.
A l'heure actuelle, les seules planètes telluriques que nous connaissons appartiennent à notre Système Solaire.
Planètes telluriques : 4 (uniquement dans le Système Solaire : Mercure, Vénus, la Terre et Mars)
Géantes gazeuses : 135 (parmi lesquelles 4 planètes du Système Solaire : Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune)
Pluton, comme dit plus haut, est un cas particulier.
Remarquons également que certaines géantes gazeuses appartiennent à une catégorie particulière : celle des « jupiters chauds » ou « hot jupiters ».
Un « jupiter chaud » est simplement une planète géante gazeuse particulièrement proche de l'étoile autour de laquelle elle tourne. Sa température est dès lors très élevée !
Nous verrons plus loin, en effet, que certaines planètes peuvent être extrêmement proches de leur étoile.
Il faut aussi mentionner la découverte de planètes orbitant autour de pulsars (étoiles à neutrons). Nous n'avons classé ces planètes ni parmi les géantes gazeuses, ni parmi les planètes telluriques. Pour l'instant, les seules planètes orbitant autour d'un pulsar que nous mentionnons dans notre base de données sont PSR 1257 a, PSR 1257 b, PSR 1257 c et PSR 1257 d, qui tournent autour du pulsar PSR 1257.
Signalons enfin la découverte de 2 planètes (55 Cancri e et GJ 436 b) de masses comparables à celle de Neptune et dont le type est inconnu...
Masses
Nous exprimerons ici les masses des planètes en fonction de la masse de Jupiter, la plus massive des planètes du Système Solaire.
Voici tout d'abord, exprimées dans cette unité, les masses des différentes planètes du Système Solaire (en ordre croissant de masse):
Pluton : 0,0000066
Planètes telluriques :
Mercure : 0,000173
Mars : 0,00034
Vénus : 0,0025
Terre : 0,0031
Géantes gazeuses :
Uranus : 0,046
Neptune : 0,054
Saturne : 0,299
Jupiter : 1 (c'est notre référence !)
A l'heure actuelle et à la lecture de notre base de données, on remarque que bon nombre d'exoplanètes sont plus massives que Jupiter et que les moins massives découvertes à ce jour ont des masses comparables à celles d'Uranus et Neptune. On dénombrerait plusieurs exoplanètes dont la masse dépasserait 10 fois celle de Jupiter.
Je précise toutefois que j'ignore avec quelle précision les masses des exoplanètes ont été mesurées ; il est possible que ces chiffres ne soient que fort approximatifs.
Les extrêmes seraient les suivants :
HD 160691 d : 0,044 (comparable à la masse d'Uranus ou Neptune)
HD 168443 c : 17,1
Pour les exoplanètes de plus de 10 masses joviennes, on approche de la limite qui distingue les planètes des naines brunes.
Les naines brunes sont ce que l'on pourrait appeler des « étoiles ratées » en ce sens qu'elles se formeraient de la même façon que les étoiles (ou du moins, seraient constituées des mêmes « matériaux ») mais n'auraient pas une masse suffisante pour que les réactions de fusion de l'hydrogène se produisent (alors qu'elles ont lieu au sein des étoiles).
Plus précisément, la limite entre une naine brune et une étoile serait, d'après nos sources, fixée à 0,08 masses solaires (8% de la masse du Soleil), ce qui correspond à 80 masses de Jupiter. A partir de cette masse, un astre peut consommer son hydrogène.
On ne parlera donc normalement pas de naine brune pour un astre de plus de 80 masses de Jupiter ni d'étoile pour un astre de moins de 80 masses de Jupiter.
De la même manière, on peut se demander quelle est la borne inférieure de la masse des naines brunes, bref, ce qui les différencie des planètes géantes gazeuses.
D'après mes sources, la limite se situerait aux environs de 13 masses de Jupiter. Au-delà de cette masse, un astre peut commencer à consommer son deutérium (hydrogène lourd).
On ne parlera donc normalement pas de planète géante gazeuse pour un astre de plus de 13 masses de Jupiter, ni de naine brune pour un astre de moins de 13 masses de Jupiter.
Remarquons toutefois que HD 168443 c, répertoriée dans notre base de données comme une planète géante gazeuse (à l'instar de sa classification dans la base de données du JPL), fait 17,1 masses de Jupiter !
Distance à l'étoile et période de révolution
Afin de disposer de points de comparaison, voici tout d'abord ces données pour les planètes de notre Système Solaire :
Mercure :
Distance au Soleil : 0,387 UA
Période de révolution : 87,97 jours
Vénus :
Distance au Soleil : 0,723 UA
Période de révolution : 224,7 jours
Terre :
Distance au Soleil : 1 UA
Période de révolution : 365,26 jours
Mars :
Distance au Soleil : 1,52 UA
Période de révolution : 686,98 jours
Jupiter :
Distance au Soleil : 5,2 UA
Période de révolution : 4332,6 jours
Saturne :
Distance au Soleil : 9,58 UA
Période de révolution : 10759,2 jours
Uranus :
Distance au Soleil : 19,2 UA
Période de révolution : 30685,4 jours
Neptune :
Distance au Soleil : 30,05 UA
Période de révolution : 60189 jours
Pluton :
Distance au Soleil : 39,24 UA
Période de révolution : 90465 jours
On peut remarquer qu'à de rares exceptions près, toutes les exoplanètes découvertes ont un rayon orbital et une période de révolution inférieurs à ceux des planètes géantes du Système Solaire (bref, à ceux des planètes de notre système qui leur sont comparables en termes de masse).
Un nombre non négligeable d'exoplanètes sont même plus proches de leur étoile que Mercure ne l'est du Soleil, le record étant actuellement détenu par :
GJ 436 b :
Distance à son étoile : 0,02 UA
Période de révolution : 2,6 jours
La période de révolution la plus courte serait celle de :
OGLE-TR-56 b :
Distance à son étoile : 0,0225 UA
Période de révolution : 1,2119 jour
La distance entre Jupiter et certains de ses satellites est plus grande qu'entre OGLE-TR-56 b ou GJ 436 b et leur étoile hôte !
Très rares sont les exoplanètes actuellement connues dont le rayon orbital ou la période de révolution sont égaux ou supérieurs à ceux de Jupiter. Nous pouvons néanmoins citer :
55 Cancri d :
Distance à son étoile : 4,9 UA
Période de révolution : 5360 jours
Par ces valeurs, 55 Cancri d n'est pas sans rappeler Jupiter… Remarquons toutefois qu'il existe des points qui les séparent : notamment leur masse (celle de 55 Cancri d vaut 4 fois celle de Jupiter).
PSR 1257 d :
Distance à son étoile (un pulsar) : 40 UA
Période de révolution : 62050 jours
Epsilon Eridani c
Distance à son étoile : inconnue dans notre base de données
Période de révolution : 102200 jours
Une telle période de révolution est même supérieure à celle de Pluton.
Excentricité de l'orbite
Les exoplanètes ont, pour beaucoup, des orbites excentriques.
Environ la moitié d'entre elles ont ainsi une orbite plus excentrique que celle de Pluton (pourtant la planète dont l'orbite est la plus excentrique dans le Système Solaire).
Certaines (en particulier des Hot Jupiters) ont néanmoins des orbites moins excentriques, plus circulaires. Bien entendu, elles sont bien plus proches de leur étoile que ne le sont du Soleil les planètes de notre Système.
51 Pegasi b, par exemple, est créditée d'une excentricité 0.
Excentricités des orbites dans le Système Solaire :
Vénus : 0,0067
Neptune : 0,0113
Terre : 0,0167
Uranus : 0,0457
Jupiter : 0,0489
Saturne : 0,0565
Mars : 0,0935
Mercure : 0,2056
Pluton : 0,2444
Parmi les exoplanètes, le record de l'excentricité serait détenu par
HD 80606 b : 0,927
Découverte
Outre notre Terre (évidemment !), certaines planètes sont connues depuis l'Antiquité. Elles sont visibles à l'oeil nu. Il s'agit de Mercure, Vénus, Mars, Jupiter et Saturne.
Les 3 autres planètes du Système Solaire n'ont été découvertes que plus tardivement. Elles ont également pu être observées directement (à l'aide de télescopes). Voici leurs nom et année de découverte :
Uranus : 1781
Neptune : 1846
Pluton : 1930
Les planètes PSR 1257 a et PSR 1257 b auraient été découvertes en 1991. PSR 1257 c et PSR 1257 d l'auraient été en 1994. Cependant, ces planètes orbitent autour d'un pulsar. Le système auquel elles appartiennent est donc fort différent du nôtre.
La première découverte d'une exoplanète autour d'une étoile similaire à notre Soleil est celle de 51 Pegasi b en 1995 (par Michel Mayor et Didier Queloz).
Des découvertes ont ensuite été faites chaque année et se poursuivent actuellement.
Signalons que la découverte de la planète HD 114762 b avait été annoncée en 1989 mais la confirmation de son existence n'est arrivée que plus tardivement. Par ailleurs, vu sa masse (11 masses de Jupiter), elle pourrait peut-être être considérée comme une naine brune...
La grande majorité des exoplanètes ont été découvertes par mesure de la vitesse radiale de leur étoile hôte. La présence d'une planète induit en effet des perturbations au niveau de la vitesse de son étoile, perturbations qui peuvent être détectées (par l'effet Doppler que subit alors la lumière qui nous parvient de l'étoile) et dont l'étude permet de détecter la présence d'une planète et ses caractéristiques.
Quelques exoplanètes ont été détectées par "transit". La planète passant devant son étoile entraîne une (légère !) baisse de la lumière qui nous parvient de cette étoile, ce qui permet de détecter la présence de la planète.
Epsilon Eridani c aurait été détectée d'une façon différente : par observation des perturbations dans le nuage de poussière entourant son étoile hôte.
Enfin, la planète OGLE 2003-BLG-235/MOA 2003-BLG-53 a, quant à elle, été détectée par un effet de lentille gravitationnelle.
Distance à la Terre
Les planètes les plus proches de nous sont évidemment les autres planètes du Système Solaire !
Les exoplanètes les plus proches de nous sont les 2 planètes du système d'Epsilon Eridani (b et c). Elles se trouvent à 10,4 années-lumière de nous.
A moins de 20 années-lumière, on ne retrouve, à part ces dernières, que les 2 planètes du système de Gliese 876 (b et c) : à 15 années-lumière.
L'exoplanète la plus lointaine connue à ce jour serait OGLE 2003-BLG-235/MOA 2003-BLG-53, à 17000 années-lumière !
Visibilité de l'étoile
Remarque : Je ne considérerai pas ici les pulsars.
Plusieurs étoiles possédant des planètes sont visibles à l'oeil nu depuis la Terre (mais pas leurs planètes, bien sûr !).
Vue de la Terre, l'étoile la plus brillante (à part le Soleil) dont on sait qu'elle possède une planète est
Gamma Cephei (dans la constellation de Céphée) : magnitude 3,225
Epsilon Eridani (dans la constellation d'Eridan) : magnitude 3,73 est l'étoile la plus brillante dont on sait qu'elle possède 2 planètes.
Upsilon Andromedae (dans la constellation d'Andromède) : magnitude 4,09 est l'étoile la plus brillante dont on sait qu'elle possède 3 planètes.
55 Cancri (dans la constellation du Cancer) : magnitude 5,95 est l'étoile la plus brillante dont on sait qu'elle possède 4 planètes.
Remarque : Le Soleil (9 planètes) est évidemment de loin l'étoile la plus brillante, depuis la Terre, avec une magnitude de -26,7 !
Parmi celles dont la magnitude est indiquée dans notre base de données, l'étoile la moins brillante dont on sait qu'elle possède une planète est
OGLE-TR 56 (dans la constellation du Sagittaire) : magnitude 16,6 .
Cette dernière n'est évidemment pas visible à l'œil nu !
Masse de l'étoile
Remarque : Je ne considérerai pas ici les pulsars.
Etoile la moins massive autour de laquelle une planète a été découverte (en fait, on en a même découvert 2) :
Gliese 876 : 0,32 masse solaire
A quelques exceptions près, les autres exoplanètes ont été découvertes autour d'étoiles dont la masse était proche de celle du Soleil (entre 0,7 et 1,5 masse solaire).
Les exceptions dont je parle plus haut sont les quelques planètes découvertes autour d'étoiles géantes. Un exemple en est l'étoile Iota Draconis (dans la constellation du Dragon - magnitude 3,3), autour de laquelle une planète a été découverte. Cette étoile est en effet bien plus massive que notre Soleil : sa masse est de 13 masses solaires.
