L'Ecolière

LES EXOPLANETES, les planètes extra-solaires

La recherche des exoplanètes est associée à une volonté particulière : découvrir une autre planète capable d'abriter la vie. Les recherches ont débuté 1980-1990 et n'arrêtent pas de nous étonner...

Mondes au delà du système solaire :

Entre les planètes brûlées qui tournent trop près de leur étoile, les planètes gelées qui tournent trop loin et les planètes qui décrivent des orbites tellement particuliers qu'elles sont tantôt trop chaudes tantôt trop froides, notre Terre semble être un miracle d'équilibre : il y fait un climat agréable, les vents sont rarement dévastateurs, l'eau est liquide et laisse une place à des continents. Serait-ce le fruit d'un miracle inespéré ou d'autres planètes développeraient-elles des caractéristiques semblables dans d'autres régions de l'univers ? C'est une question qui agite les esprits depuis bien longtemps. Bruno (XVIe siècle), Newton (XVIIIe siècle) et Huygens (XVIIe siècle) ne sont pas les seuls à avoir émis l'hypothèse que d'autres planètes pourraient graviter autour d'autres étoiles comme notre soleil. C'est ainsi qu'est proposée la théorie des exoplanètes. 

Dans les années 1980 commencent quelques découvertes mais peu aboutissantes. Il faut attendre 1992 pour que la première exoplanète soit détectée par Aleksander Wolszczan, un astronome polonais.

Systèmes de détection :

Le problème des exoplanètes est qu'elles gravitent autour d'une étoile beaucoup plus lumineuse qu'elles. En effet, les planètes diffusent mais ne produisent pas de lumière ce qui les rend beaucoup plus difficiles à voir. Si Vénus brille autant dans notre ciel sans être une étoile pour autant c'est parce qu'elle est dotée de nuages qui réfléchissent la lumière solaire particulièrement bien. Toutes les planètes ne possèdent pas un tel avantage.

De plus, l'étoile et l'exoplanète étudiées sont très loin de nous, il est donc très difficile de distinguer deux minuscules points lumineux et si c'est le cas, c'est le point le plus brillant que nous verrons en premier.

Une première méthode pour les observer est celle de la vitesse radiale : en fait, le mouvement d'un astre est influencé par les objets qui tournent autour. La lumière d'un objet qui vient vers vous sera légèrement plus bleue tandis que la lumière qui s'éloigne sera plus rouge. Quand les ondes lumineuses changent de fréquence pour aller vers le bleu ou vers le rouge, ça veut dire que l'objet fait un mouvement, il tremblotte. C'est la différence des ondes lumineuses que l'on mesure qui permet de mesurer le tremblement et donc l'intéraction de planètes extérieures sur l'objet.

Une deuxième méthode plus simple à comprendre est celle du transit : pour que cette méthode marche il faut que l'orbite de l'exoplanète étudiée soit de telle sorte qu'on puisse la voir passer devant l'étoile depuis la Terre. Le moment où l'exoplanète passe devant l'étoile est appelé transit. En mesurant à quel point la luminosité de l'étoile a baissé quand la planète est passée devant elle, on peut déterminer la taille de la planète.

Détection par méthode de transit.

Remise en question fondamentale :

Une exoplanète située à 50 années lumières de nous se nomme 51 Pégasi b (ou Bellérophon). Elle est appelée ainsi parce qu'elle gravite autour d'une étoile du nom de 51 Pégasi, une naine jaune plus grosse que notre soleil et plus ancienne dans la constellation de Pégase. Elle est découverte en 1995 et elle est la première exoplanète déterminée avec exactitude (l'exoplanète de Wolszczan n'a été confirmée qu'en 1997). Les chercheurs l'ont trouvée grâce à la méthode de la vitesse radiale.

Ce qui a énormément surpris les astronomes est qu'elle est une énorme boule de gaz dont la révolution autour de 51 Pegasi est de 4 jours !! Cela signifie qu'elle est plus proche de son étoile qu'est Mercure autour du soleil.

Cela remet en cause la théorie de l'apparition des planètes : selon les scientifiques, une planète est un amas de roche et de glace qui s'aggrège autour d'un noyau qui se recouvre de gaz et de tous les autres objets qui sont à proximité. C'est impossible trop proche d'une étoile. Il faut un endroit où il y aie de la glace. 

Une nouvelle théorie concernant l'origine de 51 Pégasi b est émise : elle serait née d'une "lutte" avec d'autres corps qui gravitaient autour de 51 Pégasi et qui cherchaient aussi à devenir des planètes. 51 Pégasi b serait une survivante. Existerait-il des 51 Pégasi b et c ? C'est possible. Le livre Les planètes extra-solaires les mentionne mais il y a peu d'informations. 

La découverte de 51 Pégasi b a donné naissance à un nouveau groupe de planètes : les Pégasides ou les Jupiter Chaudes, des exoplanètes gazeuses géantes de taille comparable ou supérieure à celle de Jupiter, orbitant très près de leur étoile et de température très élevée.

Les planètes de pulsar :

Les planètes de pulsar sont des exoplanètes en rotation autour d'un pulsar, c'est-à-dire une étoile qui tourne très vite sur elle-même en émettant un fort rayonnement électromagnétique. 

Ces exoplanètes sont très bizarres : elles sont relativement rares et leur masse est plutôt faible (comparable à celle de la Terre). 

La vie y est peu probable étant donné que les radiations émises par le pulsar sont très dangereuses : elles peuvent provoquer une destruction des tissus et entraîner un cancer par exemple.

Cependant, elles apportent un élément dans la théorie de formation des planètes : le processus peut-être plus simple. Après l'explosion de la supernova due à la formation du pulsar, il y a un rejet de matière qui se rassemble en disque et l'agrégement de matière peut donner naissance à une planète.

Planète de roche et d'eau :

Découverte en 2004 grâce à la méthode du transit, Gliese 436 b est une exoplanète qui orbite autour de l'étoile Gliese 436, une naine rouge dans la constellation du Lion. Elle est la seule exoplanète détectée autour de cette étoile. 

Elle a donné naissance à une nouvelle catégorie de planètes : les Neptune Chaudes étant donné que sa taille est comparable à Neptune. 

Elle est considérée par certains comme étant peut-être la plus importante des découvertes : sa densité est de 2.1 g par cm3. Sachant que la densité de l'eau est de 1g par cm3 et celle de la roche de 5g par cm3, elle serait constituée d'un mélange de roche et d'eau. Pourrait-elle abriter la vie ? Il est encore trop tôt pour le dire car la planète semble recouverte d'un immense océan qui ne laisse aucune place à des continents. Les eaux des mers sont particulières : il y en a tellement que la force gravitationnelle pousse les molécules d'eau vers le centre et les rend presque en contact les unes avec les autres. Cette eau a la structure de la glace grâce à la pression et pourtant elle n'en est pas tout à fait...

Un autre espoir de vie :

Gliese 876 b est une géante gazeuse qui gravite autour de Gliese 876, une naire rouge de la constellation du Verseau, avec trois autres exoplanètes. Elle tourne dans la zone habitable de son étoile. Cela laisse espérer le possible développement de vie bien que la planète soit plutôt apparentée à une lointaine cousine de la Terre plus proche de Neptune.