Comment les scientifiques trouvent-ils de nouvelles planètes ?

planet photo

L’idée de la vie sur d’autres planètes est ancienne et peut être retracée jusqu’aux temps anciens, mais jusqu’à il y a seulement quelques années, c’était tout ce que c’était – une idée.

La percée a eu lieu en 1995 lorsque nous avons découvert la première exoplanète, une planète en orbite autour d’une autre étoile. Soudain, nous étions un peu moins seuls dans l’univers.

Bien qu’il s’agisse d’un domaine de recherche jeune, la chasse aux exoplanètes a explosé au cours des 20 dernières années.

Au cours de cette période, nous avons découvert plus de 3 500 exoplanètes et plus de 4 000 candidats non confirmés. En moyenne, il y a plus d’une exoplanète pour chaque étoile, ce qui signifie qu’il y a plus d’exoplanètes dans la Voie lactée qu’il y a d’étoiles.

Nous sommes devenus si doués pour trouver des exoplanètes que c’est presque devenu banal. Aujourd’hui, nous poussons plutôt nos instruments et nos méthodes jusqu’à leurs limites pour en apprendre davantage sur la composition de ces planètes et sur la présence éventuelle d’une atmosphère ou d’eau à la surface.

Mais bien sûr, nous voulons aussi connaître la réponse à la plus grande de toutes les questions : Pourrait-il y avoir de la vie sur d’autres planètes ?

Nous pouvons voir le rayonnement de chaleur exoplanète
Les exoplanètes sont difficiles à trouver. Ils n’émettent pas de lumière comme les étoiles, ils sont trop petits pour bloquer de grandes zones de lumière de fond comme les nuages interstellaires, et leur masse est si petite que leur attraction gravitationnelle n’affecte leur environnement nulle part aussi peu que la matière noire.

Nous trouvons la plupart des exoplanètes avec la méthode dite indirecte, qui les observe indirectement, bien que nous ayons pu en prendre des images. Comme tout ce qui a une température, les exoplanètes émettent un rayonnement thermique.

Une exoplanète se noiera pour la plupart dans la lumière de son étoile mère, qui brille plusieurs millions de fois plus forte, mais si le système est assez proche de nous et si la distance entre la planète et l’étoile est assez grande, alors il est possible de prendre une photo de l’exoplanète et de la distinguer de son étoile.

Les deux méthodes indirectes les plus efficaces sont la méthode des vitesses radiales et la méthode de transit, qui ont permis de découvrir ensemble plus de 95 % des exoplanètes que nous connaissons aujourd’hui. Les méthodes sont indirectes, car nous n’observons pas les exoplanètes elles-mêmes, mais nous observons plutôt comment elles affectent les étoiles qu’elles orbitent.

La méthode des vitesses radiales
Lorsque nous avons trouvé la première planète en orbite autour d’une autre étoile en 1995, c’était en utilisant la méthode des vitesses radiales. La méthode suppose qu’une planète tire un peu sur l’étoile qu’elle orbite en raison de leur attraction gravitationnelle mutuelle. L’étoile oscille donc un peu pendant que la planète se déplace dans son orbite.

Cela provoque une modification de la longueur d’onde de la lumière des étoiles que nous enregistrons, appelée décalage Doppler. Cela signifie que la lumière des étoiles est soit décalée en rouge (les ondes apparaissent plus longues et se décalent vers la partie rouge du spectre lumineux) lorsque l’étoile s’éloigne de nous, soit décalée en bleu (les ondes apparaissent plus courtes et se décalent vers la partie bleue du spectre lumineux) lorsque l’étoile se déplace vers nous.

Nous pouvons trouver ces planètes en cherchant un décalage périodique rouge ou bleu dans le spectre de la lumière émise par son étoile.

Dans notre propre système, Jupiter est la plus grande planète et elle fait osciller le Soleil un peu plus de 12 mètres par seconde. Les meilleurs spectrographes que nous avons aujourd’hui ont une précision d’un peu moins d’un mètre par seconde.

Pour atteindre cette précision, il est placé sous vide et refroidi à 0,01 degré au-dessus du zéro absolu. C’est une précision impressionnante, mais elle n’est pas assez précise pour détecter l’effet équivalent de la Terre, qui peut influencer la vitesse du Soleil de 0,1 mètre par seconde.