1 700 exoplanètes détectées depuis 20 ans : découvertes astronomiques, mode d'emploi

Il y a encore peu de temps, l'idée même d'imaginer une planète tournant en orbite autour d'une étoile en dehors de notre système solaire était considérée comme de la science-fiction. Mais depuis 1988, date de la première découverte d'une exoplanète, tout s'est accéléré. Les nouvelles technologies combinées aux recherches des astronomes ont permis d'en détecter des centaines d'autres. Et le rythme des trouvailles s'accentue au fil des années. Preuve en est, s'il en fallait, la Nasa a annoncé au mois de février avoir découvert, grâce au télescope spatial Kepler, 715 nouvelles exoplanètes. Ce qui porte désormais le nombre d'exoplanètes confirmées à environ 1 700. Un chiffre conséquent mais qui n'est qu'une goutte d'eau par rapport au nombre réel de ces astres présents dans l'espace. Mais une question découle de ces nouvelles découvertes : comment les astronomes arrivent-ils à détecter une exoplanète ? Une question à réponses multiples comme l'explique le site Smithsonian. 

La méthode des transits 

Il s'agit ici de la même technique utilisée afin de détecter une éclipse. Elle consiste dans un premier temps à observer de manière répétée un maximum d'étoiles dans le ciel. Et ce pendant des années. Ensuite, les astronomes, en analysant les données de ces étoiles, verront s'il y a eu un transit, c'est-à-dire si une planète est passée entre cette étoile et la Terre lors de son orbite. Lorsque c'est le cas, les astronomes observent une baisse de luminosité de cette étoile car une infime partie de sa surface sera donc cachée temporairement par le passage de la planète.

Cette méthode des transits permet d'obtenir des informations assez précises sur la masse et la taille de l'exoplanète. Mais il existe une limite à cette technique : une nouvelle planète ne peut être découverte que lorsqu'elle passe exactement entre son étoile et la Terre. Ce qui est tout de même assez rare. Dans la plupart des cas, les astronomes vont donc vérifier leur découverte en s'appuyant sur les méthodes qui suivent.

La méthode de la vitesse radiale 

Celle-ci se base sur les perturbations qu'une planète provoque sur le mouvement de son étoile. C'est avec cette méthode que la première exoplanète a été détectée et c'est celle qui a donné le plus de résultats concrets à l'heure actuelle.

En clair, cette méthode (aussi appelée vélocimétrie) consiste à détecter le fait qu'une planète fait légèrement osciller l'étoile en tournant autour. Cette oscillation peut être décelée car le mouvement fait légèrement varier la couleur de l'étoile (ou plus exactement fait osciller la longueur d'onde des raies spectrales de l'étoiles) par "effet Doppler". Grâce à des spectromètres sophistiqués utilisés simultanément aux télescopes, les astronomes peuvent donc déceler la présence de planètes rocheuses (un peu plus grosse que la Terre) autour des petites étoiles.

Il existe ici aussi quelques bémols à apporter. En effet, cette méthode permet essentiellement de découvrir des planètes imposantes tournant autour d'une étoile plus petite car elle aura un impact plus important sur le mouvement de cette étoile. Les planètes plus petites, comme la Terre par exemple, sont plus difficilement observable, en particulier lorsqu'elles se situent à de lointaines distances.

La méthode des lentilles gravitationnelles 

Imaginez une étoile située très loin et une autre étoile à mi-chemin entre celle-ci et la Terre. Dans de rares cas, les deux étoiles peuvent s'aligner, presque se chevaucher l'une par rapport à l'autre. Lorsque cela se produit, la force de gravité de l'étoile située la plus proche agit comme une lentille. C'est-à-dire qu'elle va amplifier lumière provenant de l'étoile lointaine. Et si l'étoile la plus lointaine possède une planète, le champ de cette dernière peut avoir un effet qui même très faible peu être détectée. Au total, cette méthode a déjà permis de découvrir quatre exoplanètes.

La méthode directe 

Dans de rares cas, les astronomes ont été capables de trouver des exoplanètes de la manière la plus simple possible : en les observant. Mais pourquoi est-ce si rare ? Car pour être en mesure de distinguer une planète de son étoile, il faut que celle-ci soit relativement loi d'elle. Mais si elle est trop loin, elle ne reflétera pas suffisamment de lumière pour être détectable. Dès lors, plus elles sont grosses, plus les télescopes arriveront à les trouver. Mais la détection directe d'exoplanètes est l'un des enjeux les plus importants de l'instrumentation astronomique moderne. C'est pourquoi les projets en ce sens se multiplient comme c'est le cas par exemple avec l'arrivée en 2018 du télescope James-Webb, qui succédera au télescope Hubble.