La chasse aux exoplanètes : à la recherche de mondes habités

Photo : L'exploration de l'Univers révèle une extraordinaire diversité de planètes. Crédits : Image générée par IA

Sommes nous seuls dans l'Univers? Il y a tout juste dix ans, le 24 août 2016, les astronomes annonçaient la découverte de Proxima b , une planète à peine plus massive que la Terre orbitant autour de l'étoile la plus proche de nous après le Soleil. Située dans sa zone habitable, elle devenait aussitôt l'un des mondes les plus fascinants découverts au-delà du Système solaire. Dix ans plus tard, la quête de planètes susceptibles d'abriter la vie a considérablement changé d'échelle.

L'idée de rechercher dans l'Univers des mondes habitables, et donc possiblement habités, est très ancienne. Depuis que l'humanité existe sans doute. Mais cette traque est longtemps restée hors de portée, faute de télescopes et de méthodes numériques assez puissants.

Le prix Nobel de physique décerné en 2019 a récompensé le Suisse Michel Mayor et son doctorant Didier Queloz pour la découverte, en 1995, de 51 Pegasi b, première exoplanète identifiée autour d'une étoile semblable au Soleil. Mais comment ont-ils pu « voir » une planète située à plusieurs années-lumière, alors qu'elle est noyée dans l'éclat de son étoile ?

Ils ont pour cela développé plusieurs astuces. La première consiste à suivre l'éclat d'une étoile. Si une planète passe entre celle-ci et le télescope, elle en masque une petite partie et sa luminosité décroît. L'amplitude de cette baisse renseigne sur la taille de la planète. Plus elle est grosse, plus elle cache de l'étoile. De plus, la répétition de ces passages permet de mesurer sa période de révolution, son « année » en quelque sorte, et d'en déduire sa distance à l'étoile. De sa distance, les physiciens peuvent déterminer sa température. Plus elle est proche, plus elle est chaude. C'est la méthode dite du transit.

La planète fait également légèrement « osciller » son étoile : toutes deux tournent autour de leur centre de masse commun. Ce mouvement est aussi détectable et permet d'estimer la masse de la planète. Ainsi le planétologue peut-il mesurer la masse, la température et la taille d'une planète qu'il n'a jamais vue ! Il en déduit sa densité et détermine si elle est faite de roche solide, comme la Terre, de gaz, comme Jupiter, ou de liquide. Lors d'un passage en face de l'étoile, une infime partie de la lumière traverse aussi l'atmosphère de la planète. Certaines longueurs d'onde sont absorbées par les molécules présentes, permettant d'en étudier la composition…

Janus Maat