Il existe des planètes en dehors de notre Système solaire. Une évidence ? Aujourd’hui oui, mais jusqu’en 1995, cette hypothèse était loin d’être confirmée. Depuis, des milliers d’exoplanètes ont été découvertes, révélant une multitude de mondes. Et, pourquoi pas, un monde habitable ?

Qu'est ce qu'une exoplanète ?

Le préfixe grec « exo » signifie « hors de » : les exoplanètes sont des planètes en dehors de notre Système solaire. Des corps sphériques qui tournent autour d’une étoile, autre que notre Soleil. Comme la Terre ou Jupiter, elles ne produisent pas de lumière mais réfléchissent celle de leur étoile.

À la pelle !

Pegase 51b. C’est le nom de la première exoplanète découverte en 1995, depuis l’Observatoire de Haute-Provence, par les scientifiques suisses Michel Mayor et Didier Queloz. On se doutait de leur existence depuis des années, mais les instruments n’étaient pas assez performants pour les détecter. 

Depuis 1995, on a en recensé des milliers, notamment grâce aux télescopes spatiaux comme l’européen Corot (2006-2014), première sonde dédiée à la détection d’exoplanètes. Fin 2024, on en comptait 6200. Et on estime que dans une dizaine d’années, on en connaîtra 100000 ! 

D’après les astronomes, plus de la moitié des étoiles de notre Univers (et il y en a beaucoup : 10²³ !) ont certainement au moins une planète.

Une diversité de mondes

On classe les exoplanètes principalement selon leur masse et leur température de surface. Certaines sont très grandes et massives (jusqu’à 25 fois la masse de Jupiter, la plus imposante des planètes de notre Système solaire), d’autres sont petites, de masse proche de celle de la Terre.

L’exoplanète la plus chaude, KELT-9b, a une température de surface approchant les 4000 °C, car elle est très proche de son étoile. Alors que OGLE-2005-BLG-390Lb (oui, c’est son nom !) est une exoplanète glacée où le thermomètre affiche – 223°C !

Comme pour les planètes de notre Système solaire, les exoplanètes ont des compositions différentes, pouvant être faites de roche, de glace ou de gaz. On en distingue plusieurs types, comme, par exemple : 

• Les Jupiters chaudes : comme « notre Jupiter », ce sont des géantes gazeuses mais très proches de leur étoile.
• Les super-terres, planètes rocheuses jusqu'à 5 fois plus massives que la nôtre.
• Les exoplanètes océaniques, dont le noyau rocheux est recouvert d’un immense océan liquide qui peut faire plusieurs centaines de km de profondeur.

Comment détecter les exoplanètes ?

Les exoplanètes sont longtemps restées cachées, à des milliards et des milliards de kilomètres de la Terre. La plus proche des exoplanètes connues, Proxima Centauri b, se trouve à environ 40000 milliards de km de nous (soit plus de 4 années-lumière). Mais les techniques d’observation ont progressé. Et la moisson ne fait que commencer…

La coronographie 

La forte lumière émise par une étoile masque la ou les planètes qui orbitent autour. Donc pour l’atténuer, on utilise la coronographie. Cette technique consiste à masquer l’étoile pour révéler les astres moins lumineux qui sont autour. Cette observation directe ne s’applique seulement qu’aux planètes les plus grosses et très éloignées de leur étoile. Pour l’instant… La NASA prévoit notamment d’envoyer un super télescope équipé de coronographe qui permettra de détecter de plus petites planètes plus proches de leur étoile (Mission Habitable Worlds, tir à l’horizon 2040.)

Il existe des coronographes terrestres et spatiaux, comme ceux embarqués à bord du satellite américain James Webb.

Le transit

Le transit est une technique de détection indirecte. Elle se base sur la mesure de la variation de luminosité des étoiles. Explication : lorsqu’une planète passe devant son étoile, elle masque une partie de sa lumière qui donc faiblit, avant de regagner en intensité quand la planète passe derrière l’étoile. Ainsi, la variation régulière de la luminosité d’une étoile peut signifier la présence d’une planète qui passe et repasse et re-repasse…

La fréquence de ces passages et leur durée fournissent aussi des informations sur le temps que met la planète à faire le tour de l’étoile, ainsi que sur sa taille. Les satellites européens CoRot (2006-2014) et CHEOPS (2019 - ) par exemple utilisent cette méthode. 

Observatoires spatiaux

Les exoplanètes peuvent être observées via des télescopes terrestres puissants. Mais c’est depuis l’espace qu’elles se révèlent le mieux. Plusieurs missions spatiales sont ainsi prévues jusqu’à l’horizon 2030 pour étoffer notre catalogue : 

• Plato, une mission de l’ESA, s’intéresse aux exoplanètes ressemblant à la Terre.
• Le Roman Space Telescope (NASA) ambitionne la découverte de 100000 nouvelles exoplanètes .
• Le satellite européen ARIEL, lui, permettra d’étudier l’atmosphère des exoplanètes.

Exoplanètes et vie extraterrestre

Pourquoi un tel intérêt pour les exoplanètes ? 

Les exoplanètes, que l’on découvre à différents stades de leur vie, nous renseignent déjà sur la façon dont une planète naît, se forme et meurt. Elles aident à mieux comprendre l’histoire de notre propre Système solaire. 

Une autre raison est la recherche d’une potentielle vie extraterrestre. Beaucoup de scientifiques se posent en effet la question : ces planètes pourraient-elles être habitables ? Voire habitées ? 

Plusieurs missions spatiales s’intéressent ainsi aux planètes habitables, c’est-à-dire qui possèdent un environnement compatible avec une forme de vie (une atmosphère, une température à la surface qui permet la présence d’eau liquide en grande quantité…).

Ainsi, le satellite ARIEL va étudier l’atmosphère de 1000 exoplanètes pour y dénicher des traces d’eau, de carbone, de méthane…Des molécules liées à la chimie des organismes vivants. 

Quizz

Le Système Trappist comprend une étoile (Trappist-1), située à plus de 40 années-lumière de la Terre, et autour de laquelle tournent 7 planètes rocheuses (en tout cas, 7 connues). D’où vient le nom de cette étoile ?

A – De son découvreur, Benjamin Trappist

B – Du télescope par lequel elle a été découverte 

C – Des fameuses bières belges 

D – De la commune de Trappes (Yvelines)