En dehors de notre système solaire, il existe d’autres planètes qui tournent autour d'une étoile : les exoplanètes. La première d'entre elles a été découverte il y a seulement quinze ans.
Illustration 1 : Vue d’artiste de l’exoplanète Gliese 436 © Crédit : Lynett Coook/CCPS
La course à la découverte
Jusqu'en 1995, nous ne connaissions que les neuf planètes (huit depuis 2006, date à laquelle Pluton est sorti de cette classification) de notre système solaire.
Mais cette année-là, bingo, une équipe suisse découvre ’Pégase 51’. Elle tourne autour de son étoile, comme la Terre autour du Soleil. Sauf qu'elle se trouve très loin de chez nous : à quelque 42 années-lumière, soit 42 fois 10 000 milliards de kilomètres, de notre soleil !
C'est une exoplanète, autrement dit, une planète hors de notre système solaire. Depuis cette première découverte, le perfectionnement des instruments a permis d'en détecter plus de 350.
Grandes ou petites, de masses plus ou moins importantes, il existe désormais tout un catalogue d'exoplanètes.
Pourquoi 2 types de planètes ?
En 1995, avec la découverte de la première exoplanète, notre classification très simple des planètes a connu un sérieux accroc.
Explications avec Thérèse Encrenaz, planétologue au LESIA.
© CNRS Images
Une carte animée du ciel des exoplanètes est disponible sur le site de l’Observatoire de Paris accès à la simulation de l’orbite d’une ou plusieurs planètes autour de leur étoile. Elle est mise à jour régulièrement au fil des découvertes d’exoplanètes.
Illustration 2 : On mesure par spectrométrie les variations de vitesse d’une étoile provoquées par la présence d’une planète en orbite. Ces variations apparaissent sous la forme d’un décalage du spectre de l’étoile dans le bleu ou dans le rouge. © CNES
Les différentes méthodes de détection
Généralement, on détecte les exoplanètes indirectement, en observant leur étoile. Deux solutions dans ce cas :
- La méthode des vitesses radiales
Du fait des forces de gravitation, une planète agit sur son étoile en la faisant tourner autour d'un point appelé centre de gravité du système étoile-planète. Plus la planète est massive et proche, plus la vitesse de l'étoile est grande.
En mesurant cette vitesse, on peut déduire l'orbite et la masse de la planète.
Illustration 3 : La méthode des transits : on mesure la baisse de luminosité d’une étoile lorsqu’une planète passe devant son disque. © CNES
- Â la méthode des transits
une solution qui permet de mesurer la variation de luminosité de l'étoile.
Si une planète passe devant l'étoile, elle produit une petite éclipse, la lumière de l'étoile faiblit, trahissant ainsi la présence d'une planète.
La méthode des transits est la seule qui donne les diamètres exacts des objets détectés.
Illustration 4 : © ESO
Mais il existe aussi une méthode dite indirecte.
En effet, si la forte luminosité de l'étoile qui accompagne l'exoplanète masque cette dernière la plupart du temps, exceptionnellement, les plus puissants instruments des observatoires dans le monde parviennent à la photographier.
Ici, la première image d’une planète extrasolaire ?
Au centre de l’image, la naine brune 2M1207, dans la constellation de l’Hydre. Le point rouge situé tout près pourrait être une exoplanète.
Illustration 5 : Observatoire de La Silla (Chili) au moment de la mise en route, en soirée © ESO
Pourquoi rechercher des exoplanètes ?
En 1995, nous ne connaissions que les planètes du système solaire et nous nous basions donc sur cette connaissance unique.
Or, la plupart des exoplanètes observées étonnent les chercheurs. On a par exemple trouvé de très grosses planètes très près de leur étoile. Alors que dans notre système solaire ce sont les plus petites qui se trouvent près du Soleil.
De ce fait, nous sommes passés d'un scénario unique avec des planètes intégrées dans une mécanique céleste bien réglée, à une multitude de scénarios possibles avec des exoplanètes qui n'ont pas les caractéristiques attendues.
C'est très excitant, car cela indique que notre système solaire pourrait être l'exception… et non la règle.
La question ’Savez-vous ce qu’est une exoplanète ?’ a été posée à des passants. Les réponses...avec ce micro-trottoir.
Extrait du Journal de l’Espace, octobre 2009
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