DÉCOUVERTE DES EXOPLANÈTES

La première exoplanète, c’est-à-dire gravitant autour d'une étoile autre que le Soleil, est découverte en 1995 par Michel Mayor et Didier Queloz, de l'Observatoire de Genève, qui présentent les résultats de leurs observations le 6 octobre 1995, lors d'un congrès scientifique à Florence, et publient dans le numéro du 23 novembre 1995 de la revue Nature l'article « A Jupiter-Mass Companion to a Solar-Type Star ». Il s'agit d'un objet d'une masse voisine de la moitié de celle de Jupiter et qui tourne en quatre jours et demi autour de l'étoile 51 Pegasi, à une distance de l'astre égale à seulement 5 % de la distance Terre-Soleil. Cette exoplanète, nommée 51 Pegasi b, est extrêmement chaude et, de ce fait, elle n’a pas pu se former à l’endroit où elle se trouve aujourd’hui, mais dans une zone beaucoup plus éloignée de l’étoile. Pour cette découverte, ces scientifiques suisses recevront le prix Nobel de physique 2019, qu’ils partageront avec le Canado-Américain James Peebbles pour ses travaux théoriques de cosmologie.

Depuis, plus de 5 600 exoplanètes – ou planètes extrasolaires – ont été découvertes. Certaines d’entre elles tournent autour de la même étoile, formant alors ce que l’on appelle un système multiple (comme le Système solaire). La masse des exoplanètes détectées est comprise entre un peu moins de celle de la Terre et soixante fois celle de Jupiter (laquelle est de 318 masses terrestres). Il existe certainement des planètes de plus faible masse encore, mais elles sont très difficiles à repérer.

240 exoplanètes orbitant autour d’une étoile ont pu être vues directement. Il existe aussi de nombreuses exoplanètes isolées. Le télescope spatial James Webb (JWST pour James Webb Space Telescope), opérationnel depuis juillet 2022, a déjà permis d’en découvrir en moins de deux ans pas moins de 540 dans la Nébuleuse d’Orion – pouponnière d’étoiles la plus riche et la plus proche du Système solaire –, dont une fraction importante forme un système binaire. Toutes les autres exoplanètes sont détectées de manière indirecte. Une première méthode indirecte utilise les effets gravitationnels qu'elles induisent sur leur étoile-hôte. Le système étoile-planète tournant autour de son centre de gravité, l'étoile décrit en effet une orbite ; par conséquent, sa vitesse par rapport à un observateur sur Terre change légèrement, et ces variations de vitesse sont mesurables par des méthodes spectroscopiques. Environ 1 350 exoplanètes ont été découvertes ainsi. Une autre méthode indirecte détecte les exoplanètes qui passent devant leur étoile et produisent une légère diminution temporaire de son flux. Les observations correspondantes peuvent être effectuées à partir d’observatoires terrestres ou de satellites, dont le satellite français Corot (COnvection, ROtation et Transits planétaires) et le satellite américain Kepler. Cette méthode est particulièrement fructueuse puisqu’elle a permis de découvrir près de 3 900 exoplanètes. Enfin, près de 280 planètes ont été découvertes par l’effet de lentille gravitationnelle qu’elles produisent en passant dans la direction exacte d’une étoile lointaine.

Les quelque 900 systèmes qui comportent plusieurs exoplanètes (jusqu’à sept) sont très différents du système solaire. Ce dernier serait-il une exception dans l’Univers ? Certaines de ces exoplanètes contiennent de l’eau et ont une température proche de celle de la Terre. Elles sont susceptibles d’abriter la vie dont il reste à rechercher les traces. Quant aux exoplanètes isolées, elles ont pu être éjectées d’un système planétaire en formation, ou issues directement de l’effondrement sur lui-même d’un petit nuage interstellaire.

— James LEQUEUX