Non, malheureusement il ne suffit pas de pointer ses jumelles ou son télescope en direction d’une étoile quelconque du ciel pour espérer observer des terres habitables en orbite. Il est même quasi impossible, pour l’instant, d’observer directement une exoterre, même avec les plus puissants télescopes terrestres ou spatiaux. Mais alors, comment fait-on pour les repérer ?
Vidéos :
- Michel Viso (Cnes) explique les méthodes de détection des terres habitables
- Jean-Louis Monin (Cnes) explique les méthodes de détection des atmosphères des terres habitables
-5979.jpeg)
Crédit : ESO/L. Calçada
Il existe plusieurs méthodes pour détecter les exoplanètes. La plus communément usitée (par le télescope Kepler par exemple), celle des transits astronomiques, consiste à observer une étoile sur une longue période de temps afin d’y déceler d’infimes évolutions de sa luminosité : si ces variations lumineuses sont parfaitement régulières, il y a de fortes chances qu’une planète soit en orbite et « transite » devant son étoile, faisant baisser cycliquement sa luminosité. En fonction de la régularité du transit et de la quantité de lumière occultée, cette méthode permet d’obtenir la taille de l’exoplanète découverte, ainsi que sa distance à son étoile. Mais rien sur sa masse.
C’est la méthode dite des vitesses radiales qui permet d’obtenir la masse de l’exoterre. Bien qu’ayant une masse beaucoup plus faible que celle de son étoile, la planète va pourtant avoir un impact gravitationnel sur elle. Le centre de masse du système étoile-planète n’est pas parfaitement situé au centre de l’étoile, mais légèrement décalé ; l’étoile oscille donc autour de ce point. Et en oscillant, la fréquence de la lumière émise par l’étoile ne va pas être constante. Tout comme l’ambulance qui, en s’approchant émet un son plus aigu que lorsqu’elle s’éloigne (alors que la note jouée reste la même), la couleur de l’étoile va être légèrement plus bleue lorsqu’elle va osciller en direction du télescope et plus rouge lorsqu’elle va s’en éloigner. C’est l’effet Doppler. En détectant ces légères fluctuations de la fréquence lumineuse de l’étoile, une exoplanète est repérée et sa masse en est déduite.
Connaître la taille et la masse de l’exoplanète étudiée permet d’obtenir sa densité. Si un doute subsiste quant au type de planète détecté, à savoir si c’est une planète tellurique ou gazeuse, la densité permet d’y mettre fin : une faible densité (moins de 2) correspond aux planètes géantes et une densité élevée (plus de 4) correspond aux planètes telluriques. Les planètes océan (type de planète hypothétique) ou encore les planètes glacées pourraient venir compléter la liste, avec une densité comprise entre 2 et 4.
D’autres méthodes comme celle dite de microlentille gravitationnelle, d’astrométrie ou encore d’imagerie directe ont aussi permis de déceler la présence d’exoplanètes. Mais les deux premières méthodes (transit et vitesses radiales) représentent à elles seules plus de 96 % des découvertes d’exoplanètes effectuées depuis 1995. Le prochain télescope spatial James Webb de la Nasa (avec la participation de l’ESA et de l’Agence spatiale canadienne), prévu au lancement pour 2018, usera de la méthode des transits pour découvrir les mondes extrasolaires, mais aussi d’imagerie directe grâce au large miroir de 6,5 m dont il sera doté. Il permettra, en outre, de déceler la présence d’atmosphère et d’en déduire leur composition globale. Un vrai pas en avant dans la détection des terres habitables !
CP