LES EXOPLANETES OU PLANETES EXTRASOLAIRES
Ce sont, comme l'indique leur nom, des planètes dont la principale particularité réside dans le fait qu'elles se trouvent en dehors de notre système solaire !! En effet ce sont des planètes orbitant autour d'autres étoiles que la notre (Le Soleil). Les plus proches exoplanètes découvertes se situeraient à moins de 100 parsecs. (Pour en avoir un ordre d'idées, 1 parsec mesure un peu plus que 200 000 fois la distance Terre-Soleil (200000 UA)).
Elles restent cependant extrêmement difficiles à « voir » en raison de leur faible luminosité et de leur petite taille. Mais plus que tout, c'est l'étoile autour de laquelle elles tournent qui nous ébloui : la faible lumière que nous réémet la planète et noyé dans celle que nous émet son étoile.
De part les raisons précédentes, il est très difficile de voir directement ces exoplanètes. Cependant, on dispose de différentes techniques qui nous permettent de les détecter. Mais à quoi ressemblent-elles ? Sont-elles telluriques (rocheuses) ou gazeuses ? Pourrait-on y trouver une forme de vie ? Comment sont organisés ces exosystèmes planétaires et quels sont nos intérêts dans cette recherche galactique?
Nous allons tenter de répondre où plutôt de vous éclairer par rapport à ces questions !
QUE SONT ELLES ?
image du VLT NACO de GQ Lupi. Le point de lumière faible à la droite de l'étoile est le compagnon froid nouvellement trouvé. Il est 250 fois plus faible que l'étoile elle-même et il est localisé 0.73 d'arc secondes à l'ouest (nord vers le haut et est vers la gauche). Ceci correspond à une distance d'approximativement 100 unités astronomiques
Il nous faut d'abord définir ce que sont des planètes !
Ce sont des corps dits froids car ils n'émettant aucune lumière ni chaleur d'elles même. Ils ne font que renvoyer la lumière émise par leur étoile et sont ainsi chauffés par elle.
Nous vivons sur une planète dite tellurique (du latin tellus , la terre, le sol) : c'est-à-dire dure ! En effet ce sont des planètes de fortes densités, faites de composés non volatils (ou peux : atmosphère) qui sont des roches silicatées et possédant éventuellement un noyau métallique.
Dans notre propre système solaire ce sont, à l'exception faite de pluton, les planètes les plus proches du soleil : (dans l'ordre) Mercure , Venus , notre bonne vieille Terre et Mars .
Elles se distinguent donc des planètes « géantes » gazeuses de par leur faible densité car composées elles essentiellement de composés volatils (gaz), elles ont une très grosse atmosphère et un petit noyau. On note également qu'elles possèdent toutes des anneaux plus ou moins facilement observables !
Elles se situent dans la partie externe de notre système solaire proche, à savoir au-delà de la ceinture d'astéroïdes (après Mars).
La plus grosse de notre système bien aimé est Jupiter .
Du fait de la force de gravitation une planète est forcément ronde ! Ainsi sur Terre il ne peut pas y avoir de sommet plus haut que l'Everest tout comme sur Mars il n'y en a pas de plus haut que le Mont Olympe. S'ils étaient plus hauts, ces sommets s'effondreraient, s'affaisseraient sous leur propre poids !
Afin de faire la comparaison avec les astéroïdes on peut également dire que ces derniers sont également sphériques si toutefois ils ne se situent pas en dessous d'un diamètre de 100 km à peu près. C'est d'ailleurs pour cela que beaucoup de ces astéroïdes ont des formes aussi tortueuses !
Mais alors qu'est ce qui nous permettrait de penser que les exoplanètes leurs seraient similaires à part notre intuition ?
comparaison entre notre système solaire et le système d' upsilon andromedae qui possède trois exoplanètes en orbite autour d'elle
Ce n'est certes pas avec l'intuition que l'on peut affirmer quelque chose. Il est d'ailleurs assez difficile de prédire des observations car comme nous allons le voir tout ne marche pas comme l' on s'y attendrait !
La première exoplanète fut découverte le 6 octobre 1995 par les astronomes Michel Mayor et Didier Quenoz (observatoire de Genève). Elle orbite autour de l'étoile de type solaire 51 Pegasis. Cette découverte fut réalisée à l'aide du spectrographe Elodie installé au télescope de 1m93 de l'Observatoire de Haute-Provence (OHP) qui donna une courbe de vitesse radiale de l'étoile dont les variations sont dues à la présence du compagnon de type planétaire.
courbe de vitesse radiale obtenue pour l'étoile 51 Pegasis
Il existe cependant plusieurs techniques d'observations afin de les decouvrir !!
Quelques étoiles et leur(s) planète(s) :
L'étoile est à gauche en jaune (précédée de son nom), l'axe horizontal est en UA. (1 UA = distance Terre-Soleil). Mj est la masse de jupiter. On voit nettement que la plupart des planètes sont très grosses (0,5 Mj ça reste assez gros, alors plus de 2Mj …) et très proches de leur étoile.
Pour des raisons évidentes de recherche de vie extraterrestres (à l'état unicellulaire ou autre), il serait extrêmement intéressant d'observer des planètes telluriques ! Mais les premières observations n'ont pour l'instant révélées que des planètes extrêmement massives, gazeuses et bien plus près de leurs étoiles que ne le sont Jupiter ou Saturne . Qui plus est leurs orbites sont pour la plupart allongées, ellipsoïdales et donc bien différentes de celles des planètes de notre système solaire qui ont des trajectoires plutôt circulaires. (en réalité des ellipses d'assez faible excentricité).
Les premières exoplanètes découvertes tournent même autour d'un pulsar (étoile morte émettant des ondes radios de manière périodique avec une très grande rapidité - sorte de phare radio spatial - ) ce qui se révèle être extrêmement gênant pour une quelconque présence de vie ! On aurait même détecté une planète dont la proximité avec son étoile est telle que, soufflée constamment par les vents stellaires, elle en aurait pris une forme ellipsoïdale !
Il est à noter cependant que récemment des astrophysiciens ont détectés une planète extrasolaire avec les caractéristiques d'une tellurique (qui serait donc la première dans son genre si tout cela est confirmé) dont masse serait 5 fois celle de la Terre et qui serai situé à environ 3 UA de son étoile - sa température de surface avoisinerait les 53 K (-220 ° C) -[ Source : CNRS : http://www2.cnrs.fr/presse/communique/814.htm ]
Est-ce le début d'une nouvelle ère dans la recherche d'exoplanètes ? En tout cas il y a fort à apprendre d'elles qu'elles soient telluriques ou gazeuses !!
QUELS INTERETS NOUS APPORTE LEUR ETUDE ?
Les intérêts sont majeurs en pas mal de points !!
Le tout premier n'est même plus à énoncer … il alimente les plus fantaisistes et les plus sérieux de ce domaine, ressort dans tout les débats d'astrophysique sous la forme d'une question récurrente, et même vous vous l'êtes sans doute déjà posée : SOMMES NOUS SEULS DANS L'UNIVERS ?
D'autres questions auxquelles on pourrait répondre serait : D'où venons-nous ? Comment se forment les systèmes solaire et comment évoluent ils ?
Le très célèbre radiotélescope d'Arecibo a été construit dans ce but : détecter tout types de signaux venant du "fin fond" de l'espace !
Aujourd'hui la capacité d'observation du ciel, qui a été incroyablement développée, nous amène sur une autre voie de la recherche de vie extraterrestre grâce à l'observation quasi-directe de planètes extrasolaires, ouvrant ainsi tout une nouvelle perspective des plus excitantes pour les adeptes d'Astrophysique et d'Astronomie (et mêmes pour les moins convaincus!) ! L'optique adaptative (NACO au VLT), l'imagerie directe, la spectroscopie de Doppler, l'astrométrie, la photométrie et autres sont autant de méthodes développées qui sont utilisées en partie à cette fin, celle de la recherche d'exoplanètes! Mais nous reviendrons sur toute cette instrumentation plus en détails par la suite. [Voir Techniques d'observations]