Vous êtes-vous déjà lancé à la chasse… aux planètes ?
Cela peut paraître étrange, mais c’est exactement ce que font les astronomes ! Pendant des siècles, nous avons cru que les huit planètes de notre système solaire étaient les seules qui existaient. Mais au cours des dernières décennies, les scientifiques ont découvert des milliers de mondes en orbite autour d’étoiles lointaines. On les appelle des planètes extrasolaires, ou exoplanètes pour faire court, et elles sont bien plus courantes que nous ne l’imaginions autrefois. La chasse aux planètes n’est pas terminée, elle ne fait que commencer !
Trouver des exoplanètes est toutefois un véritable défi. Elles sont petites, sombres et presque impossibles à voir, même avec les télescopes les plus puissants. Les astronomes ont donc recours à toute une série d’astuces ingénieuses, en suivant des indices et des schémas pour révéler ces mondes lointains.
Astuce n° 1 : repérer une planète par imagerie directe
La première idée, et la plus simple, consiste simplement à prendre une photo d’une planète. Cette méthode est connue sous le nom d’imagerie directe.
C’est plus facile à dire qu’à faire ! La lumière d’une étoile peut facilement noyer la faible lueur des planètes situées à proximité. Pour surmonter ce problème, les astronomes utilisent des outils spéciaux qui bloquent la lumière vive de l’étoile, révélant ainsi les planètes en orbite. Cette astuce fonctionne mieux pour les très grandes planètes qui orbitent loin de leur étoile. Ces mondes réfléchissent davantage de lumière et sont suffisamment éloignés pour pouvoir être distingués de l’éblouissement de l’étoile.
Bien que l’imagerie directe ait permis des découvertes impressionnantes, elle ne fonctionne que pour un petit nombre de systèmes planétaires.
Astuce n° 2 : recherchez des étoiles qui oscillent à l'aide de la vitesse radiale
Comme un vrai chasseur, il arrive parfois que vous ne puissiez pas voir votre cible et que vous deviez donc rechercher des indices à proximité. Les étoiles peuvent laisser des indices indiquant qu’elles cachent une planète. L’un de ces indices est que l’étoile vacille !
Lorsqu’une planète orbite autour d’une étoile, la gravité de la planète exerce une attraction sur l’étoile, la faisant vaciller dans l’espace. Le nom scientifique de ce phénomène est la vitesse radiale.
Le mouvement est très faible, mais à l’aide d’instruments sensibles, il est possible de repérer des étoiles qui tremblent, et donc des signes indiquant que des exoplanètes pourraient s’y trouver aussi !
Astuce n° 3 : Suivre les changements de position à l'aide de l'astrométrie
Une autre façon de détecter des étoiles se déplaçant de manière étrange (et donc potentiellement entourées d’exoplanètes) consiste à mesurer avec précision la position d’une étoile dans le ciel.
Une étoile accompagnée d’une planète ne se déplace pas dans l’espace en ligne parfaitement droite, mais trace plutôt une minuscule trajectoire sinueuse sous l’effet de la gravité de la planète. C’est comme si l’étoile et ses planètes exécutaient une danse cosmique !
Cette technique s’appelle l’astrométrie, et elle est utilisée par la mission Gaia de l’ESA. Plus la planète est grande et éloignée de l’étoile, plus elle est facile à détecter par astrométrie.
Astuce n° 4 : repérer les ombres à l'aide de la méthode du transit
Parfois, un chasseur ne voit pas sa cible, mais plutôt son ombre! Si une planète passe devant son étoile de notre point de vue, elle bloque une petite partie de la lumière. C’est ce qu’on appelle un transit. L'étoile semble s'assombrir légèrement, puis retrouve sa luminosité normale une fois que la planète s'est écartée.
Les transits sont difficiles à observer car le changement de luminosité est très faible, mais les télescopes spéciaux de recherche de planètes, tels que ceux de la mission Plato de l'ESA, sont très efficaces ! Plato peut même détecter des exoplanètes semblables à la Terre autour d'étoiles comme notre Soleil, bien que ces planètes soient assez petites et ne bloquent donc pas beaucoup de lumière !
Les chasseurs d’exoplanètes doivent faire preuve de patience, attendant des mois, voire des années, pour observer un schéma répétitif d’atténuation de la lumière de l’étoile. La mission Plato de l’ESA est conçue pour observer des milliers d’étoiles à la fois, à la recherche de ces signaux répétitifs. En mesurant l’intensité de l’atténuation de la lumière et la fréquence des transits, les astronomes peuvent utiliser les données de Plato pour déterminer la taille et l’orbite d’une planète.
La chasse continue !
Grâce à ces astuces, les astronomes ont découvert des milliers d’exoplanètes, révélant une remarquable diversité de mondes. Certaines sont d’énormes géantes gazeuses en orbite près de leur étoile. D’autres sont des planètes gelées dérivant au loin. Quelques-unes pourraient même se trouver dans des zones autour de leur étoile où la température est idéale pour que l’eau liquide puisse exister !
Et ce n’est que le début. De nombreuses planètes restent à découvrir, cachées dans la lumière de leur étoile ou attendant que la bonne technique vienne les révéler. Peut-être que l'une de ces planètes ressemble à la Terre et pourrait même abriter la vie. Aimeriez-vous aider à dénicher une planète comme celle-là ?
