La recherche de planètes extra-solaires

1. Par quel miracle peut-on espérer voir une planète un million de fois plus petite que l'étoile autour de laquelle elle tourne?

En théorie, c'est très simple: on peut cacher l'étoile ci-haut, dont la luminosité nous aveugle (façon de parler!) et nous empêche donc de voir ce qu'il pourrait y avoir à côté d'elle. Ou on peut détecter la présence de la planète, grâce aux perturbations qu'elle provoque chez son étoile.

Mais dans les deux cas, c'est plus facile à dire qu'à faire...


a) Cacher l'étoile

Cacher l'étoile, d'accord, mais comment? Ce n'est pas comme si on se mettait la main sur l'oeil droit et qu'on regardait avec l'oeil gauche: depuis notre poste d'observation, sur la lointaine planète Terre, une étoile et sa planète sont au même endroit, à un quart de poil près!

Sauf que les progrès fulgurants de l'astronomie rendent cela de plus en plus possible. Ce qui relevait de la théorie il y a 20 ans est devenu réalité aujourd'hui. Au moment où sont écrites ces lignes, quelques dizaines d'astronomes, aux quatre coins de la planète, attendent avec fébrilité leur tour auprès des plus grands observatoires du monde, comme celui d'Hawaii, dans l'espoir de pouvoir expérimenter "leur" méthode pour "cacher" une étoile. Et d'ici peu, peut-être dès cette année, il n'est pas impossible qu'on obtienne notre toute première photo d'une planète extra-solaire.


b) Mesurer les oscillations de l'étoile

Pour l'instant, beaucoup de gens sont surpris de l'apprendre, mais on n'a toujours pas de photos. Depuis octobre 1995, on a annoncé la découverte d'une trentaine de planètes et d'autant de naines brunes, mais on n'a toujours pas la moindre petite photo.

Comment peut-on dire qu'on les a découvertes, dans ce cas? Eh bien, parce qu'on a détecté la présence de ces planètes.

 

Simulation informatique montrant comment pourrait apparaître aux radio-astronomes un système solaire formé d'une étoile et de quatre planètes, à 30 années-lumière. Les quatre taches blanches bien alignées au centre sont les "signatures" radio des planètes.

La gravitation, vous connaissez? C'est ce machin qui fait qu'une pomme est, selon la légende, tombée sur la tête d'Isaac Newton, il y a 330 ans, à la suite de quoi il élabora sa Loi de la gravitation universelle. C'est cette force qui fait que lorsqu'une personne saute en l'air, elle retombe inévitablement sur le sol -plutôt que de s'envoler. C'est une loi, comme l'indique son nom, universelle.

Où qu'on soit dans le cosmos, sur la Terre ou sur la plus lointaine galaxie, la gravitation est à l'oeuvre. Elle est moins forte en certains endroits: par exemple, elle est six fois moins forte sur la Lune que sur la Terre. C'est ce qui explique les grands bonds que pouvaient y faire les astronautes. Mais elle était tout de même là, bien présente, tangible.

Cela signifie que chaque corps dans l'Univers attire les autres vers lui. La Terre attire la chenille vers elle. Mais la chenille attire aussi la Terre vers elle.

Evidemment, l'influence de la chenille est infiniment moins puissante que celle de la Terre. Mais elle existe. Elle est là.

Et il en est de même pour le couple étoile-planète. Le Soleil attire la Terre vers lui, ce qui explique que la Terre tourne autour du Soleil.

Mais la Terre attire également le Soleil vers elle. Elle a donc une influence sur le Soleil. Une influence minime, infinitésimale, mais une influence tangible, mesurable, pour autant que l'on ait des instruments très précis. Une influence qui provoque des "perturbations", ou des "oscillations" sur le Soleil.

Et voilà comment on peut savoir qu'une planète tourne autour d'une autre étoile: en mesurant les "perturbations" de cette étoile. Ces perturbations peuvent nous apprendre deux choses: la masse de la planète, et le temps qu'elle met pour faire le tour de son étoile. Si elle met 365 jours, c'est qu'elle est à la même distance de son étoile que nous -soit 150 millions de kilomètres.

Elémentaire, mon cher Watson...


Et voilà également pourquoi les planètes extra-solaires détectées jusqu'ici sont toutes des planètes géantes -parfois plus grosses que notre Jupiter, pourtant la géante de notre système solaire: plus une planète est grosse, plus les perturbations qu'elle provoque ont des chances de pouvoir être mesurées.



c) L'ombre de la planète


A l'automne 1999, le public apprenait qu'il existait en fait une troisième méthode pour "détecter" la présence de ces planètes: grâce à la lumière de leur propre étoile.

Un groupe d'astronomes américains associés au Suisse Michel Mayor -l'auteur de la toute première découverte- annonçait en novembre avoir observé l'ombre d'une planète sur l'étoile HD 209458, à 150 années-lumière d'ici. Cette planète avait déjà été indirectement détectée, grâce à la méthode des oscillations décrite plus haut; on savait qu'elle tournait autour de son étoile en trois jours et demi; en branquant sur cette étoile les télescopes, on espérait voir "passer" la planète entre l'étoile et nous (voir notre nouvelle du 29 novembre).

Ce qui fut fait. Un peu de chance, et beaucoup de persévérance.

 

Pages suivantes:

2. Pourquoi ne détecte-t-on que des planètes géantes?
Et est-on vraiment sûr que ce sont des planètes?

Le cas des mystérieuses naines brunes


3. Où en est-on aujourd'hui?

Un tableau des découvertes qui sera régulièrement remis à jour

4. Et la vie, dans tout ça?

On a beaucoup spéculé sur certaines de ces planètes. Est-il exact qu'elles pourraient abriter de la vie? Que sait-on vraiment d'elles?


5. Quelles sont les étapes suivantes? Arrivera-t-on un jour à photographier une planète semblable à la Terre?

Une chronologie des temps futurs: les 25 prochaines années


6. Dernières nouvelles

Une revue de presse permettant de distinguer l'essentiel du superficiel

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Cette section a été créée en mai 1997 par l'Agence Science-Presse.

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