EXOPLANÈTES ou PLANÈTES EXTRASOLAIRES

Premières découvertes de systèmes exoplanétaires

Au cours de cette quête, quelques systèmes planétaires ont constitué des jalons, parce qu’ils ont été les premiers découverts par une technique donnée ou bien parce que leurs propriétés, très particulières, ont soulevé des questions théoriques importantes. Parfois, certains d’entre eux, exceptionnellement proches ou brillants, ont permis de pousser la caractérisation au-delà de ce qui a été possible pour d’autres objets aux propriétés analogues. Ils sont ainsi devenus des prototypes d’une classe particulière d’exoplanètes.

En 1995, 51 Pegasiest donc la première étoile de type solaire autour de laquelle une planète est découverte. Celle-ci est appelée 51 Pegasi b : le nom d’une exoplanète est constitué du nom de son étoile suivi de la lettre b. Dans le cas d’un système multiple, c’est-à-dire comprenant au moins deux exoplanètes, la deuxième est appelée c, la troisième d, la quatrième e, et ainsi de suite, l’ordre reflétant la chronologie des découvertes. La réalité de l’existence de 51 Pegasi b a été un moment remise en question, car on craignait que le signal observé ne soit que la manifestation d’un phénomène propre à l’étoile. Son existence a toutefois été rapidement confirmée. La très courte période de révolution (quatre jours et demi pour faire le tour de son étoile) de 51 Pegasi b a conduit à réviser les modèles de formation et d’évolution des planètes géantes. Cette première exoplanète est devenue le prototype des « Jupiters chauds », ces planètes géantes évoluant très près de leur étoile, avec en conséquence une température atmosphérique très élevée (plus de 1 000 K).

HD 209458 b, effectuant une révolution en 3,5 jours seulement autour d’une étoile semblable au Soleil, est également un Jupiter chaud mis en évidence en 1999 par la méthode vélocimétrique, laquelle ne pouvait fournir qu’une masse minimale, puisqu'alors l’inclinaison de l’orbite était inconnue. Mais, à la différence de 51 Pegasi b, il est apparu que HD 209458 b évolue sur une orbite que l’on voit par la tranche depuis la Terre. La planète passe donc régulièrement (tous les 3,5 jours) entre l’étoile et la Terre (phénomène appelé transit). L’observation du transit de la planète a alors permis de mesurer le rayon de celle-ci. L’inclinaison de l’orbite étant proche de 90⁰ (puisque la planète est vue en transit), la masse réelle pouvait être estimée en utilisant les résultats de la vélocimétrie. En connaissant la masse et le rayon, on a alors pu estimer, pour la première fois, la densité moyenne d’une exoplanète, ici 0,3 g/cm³ (pour comparaison, la densité moyenne de la Terre est de 5,5 g/cm³ et celle de Jupiter de 1,3 g/cm³). HD 209458 b, géante gazeuse, est une cible de choix pour l’étude des atmosphères planétaires. Un grand nombre d’atomes et de molécules ont déjà été détectés dans son atmosphère. Des observations avec le télescope spatial Hubble ont également mis en évidence un phénomène d’évaporation de son atmosphère.

2Mass 1207-39 b et AB Pic b sont les deux premiers corps de masse planétaire détectés en imagerie directe. Le premier, découvert en 2004, a une masse d’environ 5 M_J_up et orbite autour d’une naine brune de 25 M_Jup. Le second, découvert en 2005, orbite à près de 250 unités astronomiques (ua, unité correspondant à la distance Terre-Soleil) de son étoile, et sa masse se situe à la limite de celle des naines brunes. Ces deux objets, comme d’autres analogues découverts depuis, ont des caractéristiques très différentes de celles des planètes géantes du système solaire. Ils imposent de revisiter les processus de formation des planètes, ainsi que la définition même des exoplanètes. Par ailleurs, étant observés loin de leur étoile la plupart du temps, ils se prêtent bien[...]

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Écrit par

Anne-Marie LAGRANGE : directeur de recherche au CNRS, astrophysicienne
Pierre LÉNA : professeur émérite de l'université Paris-VII-Denis-Diderot, membre de l'Académie des sciences

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<strong>ß</strong><strong> Pictoris b</strong> - crédits : Lagrange et al/ ESO — ß **Pictoris b**

Lagrange et al/ ESO

Les exoplanètes et leurs caractéristiques - crédits : Encyclopædia Universalis France — Les exoplanètes et leurs caractéristiques

Encyclopædia Universalis France

L’étoile HR 8799 et ses exoplanètes - crédits : Conseil national de recherches du Canada, C. Marois & Keck Observatory — L’étoile HR 8799 et ses exoplanètes

Conseil national de recherches du Canada, C. Marois & Keck Observatory

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Autres références

DÉCOUVERTE DES EXOPLANÈTES
- Écrit par James LEQUEUX
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EXOPLANÈTES - Méthodes de détection
- Écrit par Anne-Marie LAGRANGE
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