Planètes extrasolaires : la traque s'accélère

Sept nouvelles planètes pour la Suisse

Que nous apprennent ces nouvelles planètes ? Michel Mayor, directeur de l'observatoire de Genève. © CSI

L'été aura démarré en fanfare pour les spécialistes de la quête des planètes extra-solaires... En trois semaines, une dizaine de nouvelles planètes ont été inscrites au palmarès. Au point que le nombre de systèmes planétaires – simples ou multiples – connus dans la Voie lactée s'élève désormais à 102. Ils abritent un total de 117 planètes. Surtout, le mouvement va crescendo et s'accélère.

Jadis balbutiante, la science dédiée à la recherche des planètes nées ailleurs que dans notre système solaire acquiert ses lettres de noblesses. Du 30 juin au 4 juillet 2003, 140 chercheurs venus du monde entier étaient réunis à l'Institut d'astrophysique de Paris pour faire le point sur les derniers résultats.

Pour la suite de l'observation, quelles sont vos attentes ? Michel Mayor. © CSI / O. Genève

Ainsi la rencontre internationale a-t-elle donné à l'équipe de Michel Mayor l'occasion d'annoncer la découverte de sept "nouveaux mondes".

Pour le directeur de l'observatoire de Genève, père historique de la quête des planètes extra-solaires (ou exoplanètes), “au-delà de la somme de résultats individuels, ce qui compte désormais, c'est le nombre d'objets identifiés en orbite autour d'étoiles proches. Environ 7 % des étoiles de la Galaxie hébergeraient des planètes géantes et gazeuses semblables à Jupiter. Nous entrons dans l'ère de la statistique. L'étude des propriétés de ces astres va nous en révéler davantage sur leur origine.“

Un système planétaire sosie du nôtre ?

Autre résultat : l'équipe de Geoffrey Marcy, de l'université de Californie-Berkeley, et Hugh Jones, de l'université John Moores de Liverpool, aurait mis le doigt sur un système planétaire similaire au nôtre à 90 années-lumière de distance dans la constellation de la Poupe.

Détecté avec le télescope anglo-australien de 4 mètres de Nouvelle-Galles-du-Sud, ce système planétaire est centré sur une étoile sosie du Soleil : HD 70642. Autour, une planète de deux fois la masse de Jupiter boucle une révolution en décrivant une trajectoire circulaire à trois fois l'équivalent de la distance Terre-Soleil par rapport à son étoile-mère. Autrement dit, l'objet se trouverait à mi-chemin entre Mars et Jupiter dans notre propre recoin d'Univers près du Soleil.

Que nous apprennent toutes ces découvertes ? Geoffrey Marcy, université de Californie-Berkeley 'Nous savons désormais deux choses que nous ignorions il y a quelques années, mais que nous ne comprenons toujours pas. D'abord, certaines planètes gravitent très près de leur étoile. Il en va ainsi de la première exoplanète jamais découverte, gravitant autour de 51 Pégase, qui fut mise au jour par Michel Mayor et Didier Queloz, de l'Observatoire de Genève. Cette planète ne met que quatre jours pour accomplir sa révolution. Depuis, nous avons trouvé quelque 18 autres planètes se caractérisant, elles aussi, par une orbite extrêmement proche de l'étoile hôte. Tout cela est très étrange. Pourquoi certaines étoiles ont-elles une planète de type Jupiter si proche d'elles ? D'où vient cette forme ' Jupiter ' ? Et comment est-elle parvenue à se rapprocher à ce point ? L'autre grand mystère qui nous échappe encore, c'est que la plupart des planètes découvertes autour d'autres étoiles ont des orbites non circulaires : elles décrivent une orbite elliptique, excentrée, et non une orbite circulaire comme les neuf planètes de notre système solaire. Pourquoi en est-il ainsi ? Pourquoi les planètes situées autour des autres étoiles décrivent-elles des orbites allongées, et non des cercles ? Nous ne le savons pas vraiment. Les astronomes débattent en permanence des origines de ce phénomène. Mais l'extraordinaire conclusion que nous pouvons en tirer, c'est que notre système solaire, avec ses orbites circulaires et une planète Jupiter très éloignée de son étoile, représente peut-être un type inhabituel de système solaire. Nous n'en sommes pas encore sûrs, mais il est possible que notre Terre, Jupiter et leurs sept planètes sœurs constituent un type de système planétaire parmi d'autres, et qu'il y ait bien d'autres architectures possibles. Peut-être avons-nous beaucoup de chance de nous trouver là où nous sommes, dans un système planétaire propice à l'éclosion de la vie.' © CSI / U. Berkeley 55 Cancri : le système planétaire le plus semblable au nôtre ? Geoffrey Marcy L’an dernier, la planète découverte autour de 55 Cancri a fait grand bruit. On a alors prétendu que cette étoile était entourée d’un système très semblable au système solaire. Un an plus tard, l’enthousiasme est-il toujours de mise ?L'étoile 55 Cancri est fascinante en raison des trois planètes qui gravitent autour d'elle. Il ne faut que deux semaines à la planète la plus proche de l'étoile pour effectuer une révolution complète, et 47 jours à la planète intermédiaire. Mais le plus incroyable, c'est l'existence d'une planète extérieure qui met 13 ans pour faire le tour de 55 Cancri. Or, cette planète se situe 5 fois et demi plus loin de son étoile que la Terre par rapport au Soleil, soit la distance à laquelle Jupiter gravite autour de notre Soleil. Nous voici donc, pour la première fois, en présence d'une planète qui s'apparente à Jupiter, à la fois par sa distance par rapport à son étoile et par la forme presque circulaire de son orbite. 55 Cancri nous fournit le premier indice jamais trouvé que d'autres étoiles abritent des planètes semblables à celles de notre système solaire.

Il y a, toutefois, quelque chose de curieux dans le système planétaire de 55 Cancri : certes, il y a bien une planète de type Jupiter située à une distance de son étoile équivalant à 5,5 fois la distance de la Terre au Soleil. Mais deux planètes géantes gravitent plus près de l'étoile que cette planète extérieure. Notre planète Jupiter ne connaît, bien sûr, rien de tel, puisque seuls la Terre, Vénus, Mercure et Mars viennent s'intercaler entre elle et le Soleil. Le système 55 Cancri se distingue donc, sur le plan architectural, de la construction de notre système solaire. Même s'il possède, lui aussi, une planète ' Jupiter '. 55 Cancri ouvre des perspectives passionnantes, tout en différant de notre système solaire. © CSI / U. Berkeley

La doyenne des planètes

Le coup de semonce suivant dans le ciel de l'été est venu du télescope spatial Hubble. Au cœur de l'amas globulaire M 4 du Scorpion réside la plus ancienne des planètes connues : une doyenne âgée de près de 13 milliards d'années, alors que le Soleil et ses voisines accusent 4,5 milliards d'années seulement. L'objet tourne autour d'un couple particulier d'étoiles “épuisées“ – le pulsar PSR B1620-26, résidu d'une explosion de supernova, et une naine blanche – à 5 600 années-lumière de chez nous. Un astre qui révèle combien les planètes ont pu se former tôt et en nombre dans l'histoire de l'Univers...

Corot : sur la piste des autres Terres

Nombreuses et variées, les planètes extra-solaires continuent d'alimenter la curiosité. Elles entrent même dans le domaine public et chacun commence à se les approprier : les mondes extra-solaires ont fait leur entrée cette année comme sujet du concours de l'agrégation de sciences physiques auquel postulent les enseignants français.

Mais la prochaine révolution en ce domaine privilégié de l'exploration reste à venir. Elle ne proviendra plus des puissants détecteurs terrestres qui, malgré les efforts déployés, atteignent vite leurs limites de sensibilité. Non, pour aller plus loin désormais, il faudra prendre de la hauteur et s'affranchir de la nuisance de la turbulence de l'atmosphère terrestre.

Le premier télescope spatial à traquer les planètes extra-solaires de la taille de la Terre, Corot, sera français... et lancé en 2006 par une fusée Soyouz ou Eurockot.

Comment fonctionnera le satellite Corot ? Magali Deleuil, laboratoire d'astrophysique de Marseille... © CSI

La construction du satellite Corot a été confiée à Alcatel Espace par le Centre national d'études spatiales (Cnes) au terme d'un contrat annoncé le 22 juillet dernier. Il étudiera la structure interne des étoiles en surveillant les infimes variations de luminosité des astres, témoin de ce qui se trame dans leurs entrailles.

En prime, les fluctuations d'éclat attachées à une étoile révéleront la présence de planètes extra-solaires. En outre, Corot aura les capacités de débusquer la signature de planètes telluriques – dotées d'une croûte solide en silicates – par opposition à la centaine de géantes gazeuses décelées autour d'étoiles proches depuis 1995. Un premier pas très attendu vers la détection de mondes susceptibles d'accueillir la vie.