Exoplanètes | ||||
Sommes nous seuls ? | Mise à jour 26 février 2014 | |||
« Sommes-nous seuls dans l'Univers ? ». | L'étoile montre donc une certaine variation provoquée par la présence de la planète. Cette technique consiste à discerner ces variations dans le spectre de la lumière émise par l'étoile. Par effet Doppler, celle-ci apparait plus rouge si elle s'éloigne de l'observateur, plus bleue si elle s'en approche. Image : Liste des exoplanètes connues. | Image : nombre d'exoplanètes découvertes chaque année (fichier en date du 26 février 2014). Les exoterres sont des objets recouverts d'une croute, possédant un rayon compris entre 2,5 et 20 fois celui de la Terre et évoluant à l'intérieur de la zone d'habitabilité de l'étoile mère. Dans cette région, l'eau pourrait perdurer à la surface de la planète ce qui rendrait la planète potentiellement habitable. | ||
Présence de planètes |
En mesurant ces variations, on peut calculer le mouvement décrit par l'étoile et en déduire la présence et les caractéristiques des éventuelles planètes qui l'accompagnent. Dans notre système solaire nous observons une légère oscillation du Soleil sur un cycle de 12 ans, ce qui correspond au cycle de gravitation de Jupiter. Une autre technique dite de photométrie, consiste à observer les variations cycliques d'éclat de certaines étoiles. Le passage d'une planète entre la Terre et une étoile induit une modification dans la lumière qui nous parvient de cette étoile. On peut également se baser sur ce fait dans la recherche de planètes extrasolaires. Ces deux types d'observations vont pouvoir mettre en évidence la présence de planètes autour d'une étoile.
| Image : Spectrographie : Étude des spectres à l'aide d'un spectrographe, appareil destiné à l'enregistrement photographique d'un spectre lumineux. La spectrométrie est l'analyse du spectre d'un rayonnement. Le terme rayonnement est à prendre au sens large, puisqu'il peut s'agir d'un rayonnement lumineux, de manière plus large d'un rayonnement électromagnétique, mais aussi d'une onde mécanique comme le son ou les ondes sismiques, ou encore des particules. Le déplacement des raies sombres dans le spectre de l'étoile est la signature du mouvement de la planète et de l'étoile autour de leur centre de gravité. Crédit : Observatoire de Paris / ASM Emmanuel Pécontal. |
La chasse aux exoplanètes | ||||
La chasse aux exoplanètes consiste à repérer les oscillations des étoiles aux caractéristiques identiques au Soleil. Cette chasse se limite principalement aux géantes gazeuses qui tournent autour de leur étoile. De plus en plus de nouvelles étoiles sont découvertes avec des oscillations cycliques. Une autre caractéristique de la présence de planètes autour d'une étoile est la variation d'éclat de cette étoile. Quand une planète passe devant une étoile son éclat montre une petite variation. Cette variation peut révéler la taille et d'autres caractéristiques de la planète. Les télescopes à mesure d'éclat, dont la précision permet de détecter jusqu'à 1% de variation, peuvent confirmer la présence de planètes autour d'une étoile car à chaque passage de la planète devant l'étoile un assombrissement à lieu. Un cycle répété confirme un passage d'objet devant l'étoile. Des dizaines de planètes géantes ont été détectées ainsi. Le projet MEarth utilise huit petits télescopes, ayant tous un diamètre de 40 cm, installés au sommet du Mont Hopkins, en Arizona aux USA. MEarth recherche des étoiles présentant des variations de luminosité. L’objectif est de détecter une planète qui passe devant son étoile, on appelle cela le transit. Pendant ces mini-éclipses, la planète occulte une petite fraction de la lumière de l’étoile, la rendant ainsi moins lumineuse. | La mission Kepler de la NASA utilise également la méthode des transits pour rechercher des planètes de la taille de la Terre autour d’étoiles similaires au Soleil. Toutefois, dans de tels systèmes la baisse de l’intensité lumineuse de l’étoile est si faible qu’une très grande précision est nécessaire pour la détecter, de tels objets ne peuvent être découverts que depuis l’espace. Par contre, une super-Terre passant devant une petite naine rouge produira une diminution de l’intensité lumineuse proportionnellement plus grande et donc un signal plus fort, détectable depuis la Terre. | Image : Photo de Mercure qui passe devant le Soleil. | ||
Une découverte inattendue... | ||||
Les scientifiques sont donc partis à la recherche d'étoiles dont l'oscillation s'étire sur une dizaine d'années, comme notre Soleil. L'étoile 51 Pégase qui se situe à 50 années lumière de nous, oscille avec un cycle étonnant de 4,2 jours. | La formation des planètes, à une distance si proche de de l'étoile (≈ 0,05 UA (symbol : ua ou au) Créée en 1958, c’est l'unité de distance utilisée pour mesurer les distances des objets du système solaire, cette distance est égale à la distance de la Terre au Soleil. La valeur de l'unité astronomique représente exactement 149 597 870 700 m, lors de son assemblée générale tenue à Pékin, du 20 au 31 août 2012, l'Union astronomique internationale (UAI) a adopté une nouvelle définition de l'unité astronomique, unité de longueur utilisée par les astronomes du monde entier pour exprimer les dimensions du Système solaire et de l’Univers. On retiendra environ 150 millions de kilomètres. Une année-lumière vaut approximativement 63 242 ua. Mercure : 0,38 ua, Vénus : 0,72 ua, Terre : 1,00 ua, Mars : 1,52 ua, Ceinture d’astéroïdes : 2 à 3,5 ua, Jupiter : 5,21 ua, Saturne : 9,54 ua, Uranus : 19,18 ua, Neptune : 30,11 ua, Ceinture de Kuiper : 30 à 55 ua, Nuage d’Oort : 50 000 ua.), impose que la température du disque protoplanétaire circumstellaire soit suffisamment faible pour permettre la condensation des matériaux rocheux, et une densité de surface suffisamment élevée. Image : 51 Pegasi b, est une Jupiter chaude. | |||
L'importance des géantes | ||||
La quantité de poussière et de gaz dans une nébuleuse proto solaire, détermine la taille et la quantité de planètes qui vont se constituer à partir de ce disque. Si la quantité de poussière et de gaz est très importante, une seconde puis une troisième géante se crée. Dans le temps, la force gravitationnelle de la troisième planète perturbe les autres. Si la quantité de poussière et de gaz est faible, il n'y a pas de géante gazeuse, seulement des planètes plus petites à orbite circulaire stable. Des simulations par ordinateur, de la formation d'un système solaire montre une caractéristique étonnante. Si l'on introduit une troisième géante dans le système solaire, le système devient instable et finit par perdre une des planètes géantes. | Plus grave encore cela perturbe aussi les planètes de type terrestre qui finissent par être absorbées par le soleil central. Cela montre que la masse de gaz et de matière de la nébuleuse a une importance vitale pour la suite de l'évolution. S'il y a moins de poussière et de gaz, certains chercheurs pensent que la vie ne peut perdurer car le bombardement des planètes est trop important. Jupiter a vraisemblablement protégé notre planète. | Ces objets qui changent d'orbite et qui se dirigent vers le centre, subissent l'attraction de Jupiter. Cette attraction est si grande que ces objets sont absorbés. Jupiter a un rôle de gardien pour notre monde terrestre. Ces géantes au confins des systèmes se comportent donc comme des boucliers empêchant les collisions avec les planètes de type terrestre. | ||
Simulation d'une troisième géante dans un système | Il s'en suit une perturbation des orbites | La perturbation est de plus en plus grande | ||
...jusqu'à éjecter une géante | ||||
Une incroyable chance pour l'humanité car la simulation montre aussi qu'avec une ou deux planètes géantes le système reste stable. |