18 janvier 2020

On revient au début

À la recherche des exoplanètes

La Nasa, l’agence spatiale américaine, a annoncé la semaine dernière la découverte de plusieurs exoplanètes, dont l’une est d’une taille comparable à celle de la Terre et orbite dans une zone habitable. C’est en 1995 que la première exoplanète a été découverte, confirmant l’intuition de nombreux astronomes et ouvrant un champ de recherche gigantesque pour mieux comprendre notre galaxie, la Voie lactée.


Le concept

Une planète est un astre non lumineux en orbite du Soleil. Les exoplanètes, elles, sont des corps célestes situés en dehors du Système solaire, qui tournent donc autour d’une autre étoile que le Soleil. Leur définition exacte n’a toutefois pas encore été arrêtée par l’Union astronomique internationale (UAI), une association qui réunit des astronomes du monde entier. Alors qu’il existe huit planètes dans le Système solaire, 4 168 exoplanètes ont été identifiées jusqu’ici, selon le catalogue du site Exoplanet.eu, développé notamment par l’Observatoire de Paris, un établissement public. Certaines sont situées dans des zones dites habitables, où sont réunies des conditions favorables pour trouver au moins de l’eau liquide indispensable à la vie. Le Planetary Habitability Laboratory de l’Université de Porto Rico, un territoire américain, dénombre actuellement 55 exoplanètes potentiellement habitables.


Les dates clés

1995

Les astronomes suisses Michel Mayor et Didier Queloz annoncent en 1995 avoir découvert la première planète située en dehors du Système solaire, baptisée 51 Pegasi b. Ils l’ont détectée autour de l’étoile 51 Pegasi depuis un observatoire situé en Haute-Provence. Jusqu’ici, de nombreux astronomes supposaient l’existence de planètes en orbite autour d’une autre étoile que le Soleil, mais personne n’était parvenu à le prouver. La luminosité des étoiles étant bien plus forte que celle des planètes autour d’elles, il était difficile de détecter ces dernières. La découverte de 51 Pegasi b a été rendue possible grâce à la mise au point du spectrographe Elodie, un instrument d’optique installé sur un télescope permettant de mesurer la vitesse radiale d’une étoile, c’est-à-dire la vitesse à laquelle elle se rapproche et s’éloigne de la Terre. En découvrant qu’une étoile se rapproche et s’éloigne de manière périodique de la Terre, il est prouvé qu’une planète orbite autour d’elle. Michel Mayor et Didier Queloz ont reçu en 2019 le prix Nobel de physique pour la découverte de 51 Pegasi b.

2004

C’est en 2004 que la première image d’une exoplanète est réalisée. Elle est prise avec le Très Grand Télescope dans un observatoire chilien par une équipe de l’Observatoire européen austral, une organisation intergouvernementale qui rassemble 15 pays européens, dont la France. Elle est obtenue par imagerie infrarouge (captant les ondes de chaleur) et grâce à un système d’optique corrigeant en temps réel les turbulences atmosphériques. Cette observation est facilitée par le fait que l’exoplanète orbitait loin de son étoile, permettant de réduire l’éblouissement produit par la lumière de celle-ci. C’est la première fois que l’existence d’une exoplanète est confirmée avec une technique dite directe, alors que la plupart des exoplanètes découvertes jusqu’alors l’ont été par des techniques indirectes, comme celle des vitesses radiales. L’imagerie directe permet d’en savoir plus sur la composition chimique et la température de l’atmosphère d’une exoplanète.

2009

La Nasa, l’agence spatiale américaine, lance en 2009 son télescope Kepler, mis en orbite autour du Soleil par une fusée. Son objectif est de scruter plus de 150 000 étoiles lors d’une mission de trois ans pour détecter de nouvelles exoplanètes de la taille de la Terre situées dans la zone habitable de la galaxie. Kepler utilise la méthode indirecte des transits, c’est-à-dire qu’il scrute la baisse de luminosité d’une étoile pouvant prouver le passage d’une planète devant elle. Kepler découvre en 2011 sa première exoplanète située dans une zone habitable. La mission de Kepler est renouvelée en 2012, puis, faute de carburant suffisant pour continuer, elle se termine en 2018. Kepler a permis d’identifier plus de 2 600 exoplanètes, selon la Nasa, alors que seules un peu plus de 300 étaient connues avant sa mission. L’agence spatiale a lancé en avril 2018 un nouveau télescope spatial Tess, qui doit scruter une zone 350 fois plus vaste que celle observée par Kepler.

2017

La Nasa annonce en février 2017 la découverte de sept exoplanètes de taille et de masse similaires à la Terre et présentant une température modérée, gravitant autour de l’étoile Trappist-1, découverte deux ans plus tôt. C’est la première fois qu’un système exoplanétaire avec sept planètes gravitant autour de la même étoile est découvert. Trois des exoplanètes de Trappist-1 sont situées dans une zone pouvant rendre possible la présence d’eau liquide à leur surface. Avec une autre exoplanète découverte en 2016, Proxima b, « les planètes de Trappist-1 constituent les cibles les plus prometteuses à ce jour pour chercher à distance de possibles traces de vie hors du système solaire », décrit alors le Centre national de la recherche scientifique (CNRS), un organisme public de recherche français. Le système de Trappist-1 est aujourd’hui le plus étudié des systèmes exoplanétaires.


L’analyse

La recherche des exoplanètes vise à mieux comprendre comment notre galaxie fonctionne, ainsi qu’à mieux savoir comment et dans quelles conditions s’est formée la Terre. Rechercher des exoplanètes et comprendre leurs caractéristiques peut également permettre de savoir si la vie sur Terre est une exception ou si d’autres planètes sont potentiellement habitées et si oui, par quel type de vie. Il s’agit ainsi de répondre à la question philosophique de la pluralité des mondes, débattue depuis l’Antiquité. Pour certaines personnes, comme le physicien britannique Stephen Hawking, l’enjeu au-delà est de coloniser l’espace pour permettre à l’humanité de survivre. Les exoplanètes sont toutefois situées à plusieurs années-lumière de la Terre (une année-lumière correspond à 9 461 milliards de kilomètres) et les conditions et technologies actuelles ne permettent pas d’envisager un tel voyage. En 2018, des chercheurs de l’université de Strasbourg ont estimé que pour rejoindre Proxima b, l’exoplanète la plus proche de la Terre, il faudrait envoyer au moins 98 personnes capables de se reproduire, le voyage pouvant prendre au moins 6 300 ans.