NEWS DE LA GALAXIE # 1 (NG #1) : PLANETOLOGIE & EXOPLANETOLOGIE

PLANETOLOGIE & EXOPLANETOLOGIE

Planétologie

La planétologie est l’étude des planètes. Discipline scientifique regroupant des domaines comme la géologie, la météorologie, la climatologie, la physique, la chimie, la biologie, l’astronomie, la mécanique quantique et l’astrophysique, etc. Les recherches et les études peuvent aussi bien être portées sur un grain de sable que sur une planète géante gazeuse. La recherche se fait à l’aide de télescopes (recherches au sol), mais également d’engins spatiaux (recherches dans l’espace), tout en faisant appel à la théorie et à l’expérimentation.

 Jusqu’en 1995, la planétologie était restée confinée à l’étude du Système solaire. Depuis la découverte de l’étoile 51 Pegasi et de sa planète 51 Pegasi-b, première planète extrasolaire détectée, la planétologie a connu un essor et un développement fulgurant. En vingt ans et avec la découverte de nombreux mondes différents du nôtre, une multitude de nouvelles disciplines ont fait leur apparition comme par exemple l’exobiologie, l’exogéologie, l’exoplanétologie, etc.

Exoplanète 51 Pegasi-b, découverte le 5 octobre 1995

Exoplanétologie, une nouvelle discipline scientifique

L’exoplanétologie est une discipline qui se consacre à l’étude des planètes existantes en dehors de notre système solaire. Depuis les années 90, c’est une science qui se développe de plus en plus grâce à la découverte de nombreux exosystèmes et d’une multitude d’exoplanètes.

La découverte de l’existence d’organismes extrêmophiles sur notre planète a engendré une nouvelle discipline : l’exobiologie. C’est l’étude d’organismes vivants dans des milieux extrêmes tels que l’Antarctique, les grands fonds marins, les milieux sulfurés, très salés et extrêmement chauds.

L’exoplanétologie et l’exobiologie se réunissent pour les recherches et les études qui seront à faire des nouveaux exo-mondes découverts ces vingt dernières années.

Détection des mondes extrasolaires

Pour trouver des exoplanètes, il faut avoir une idée de leurs caractéristiques. D’une façon naturelle, les chercheurs ont pris le Système solaire comme modèle.

Pour l’instant, il existe trois familles d’exoplanètes : les telluriques (rocheuses), les géantes gazeuses et les géantes de glace.

« La découverte des planètes extrasolaires ouvre de nouvelles perspectives pour la  recherche de la vie dans l’Univers ».

Le télescope Kepler : Kepler Object of Interest (KOI)

Télescope spatial développé par la NASA (Discovery Project) ayant pour mission principale de détecter de nouvelles planètes extra-solaires. Il fut lancé le 7 mars 2009. Actuellement, le télescope Kepler a repéré plus de 2300 exoplanètes dont 200 auraient la taille de la Terre.

Cf. Technologies spatiales & IA, News galactiques & intergalactiques sur le Blog de Phoebe

Méthodes de détection

• Imagerie directe (coronographie, interférométrie)
• Méthode astrométrique
• Vélocimétrie Doppler
• Observation par transit planétaire
• Chronométrage des pulsars
• Méthode des microlentilles gravitationnelles
• Méthode spectroscopique des vitesses radiales

Classification des exoplanètes

• Exoplanètes telluriques

Planètes extrasolaires aux multiples températures, masses, volumes et situations par rapport à leur étoile hôte, avec certaines singularités très surprenantes : planète de carbone, planète-océan, planète-désert, Super-Terre, Méga-Terre, planète plus petite ou de taille identique à la Terre.

• Géantes gazeuses

Jupiter chaudes & Neptune chaudes ou Uranus chaudes

Parmi les géantes gazeuses, il existe les « Jupiter chaudes » (ou Pégasides), exoplanètes dont la masse est comparable ou supérieure à celle de Jupiter. Ce sont des planètes très proches de leur étoile hôte (à moins d’1 UA) dont la température avoisine ou dépasse les 730°C. Ces planètes sont faciles à détecter dans le cosmos grâce à la méthode des vitesses radiales. Dans notre Système solaire, Jupiter orbite autour du Soleil à 5,2 UA.

Exemples de Jupiter chaudes : 51 Pegasi-b et HD 209458-b dite Osiris sont des planètes qui perdent entre 100 et 500 millions de tonnes d’hydrogène par seconde sous l’action intense des vents stellaires.

Les « Neptune chaudes » et les « Neptunes froides » sont des planètes géantes de glace, planètes dont la masse est inférieure à celle de Jupiter mais est bien plus supérieure à celle de la planète Terre.

Exemple de Neptune chaude : Mu Arae-c ou Dulciné ou HD 160691-c, située à 50 al. du Soleil dans la Constellation de l’Autel. Mu Arae est une étoile de type naine jaune un peu plus grande que notre Soleil. Quatre planètes ont été détectées autour de cette étoile, grâce à la méthode spectroscopique des vitesses radiales : Mu Arae-c, -d, -b et –e. Première Neptune chaude découverte le 25 août 2004, par le Projet HARPS, à l’Observatoire de La Silla, situé au Chili.

Exoplanète Mu Arae-c, Neptune chaude

Autres Neptune chaudes notables : Gliese 436-b et HAT-P-11-b, cette dernière ayant été détectée par la mission Kepler.

             Géantes de glace (géantes gazeuses de type Neptune) : Neptune froides

Il existe également des « Neptune froides », des exoplanètes géantes de glace, plus ou moins éloignées de leur étoile hôte et d’une masse 10 fois supérieure à celle de la Terre et aux températures particulièrement basses. Les Neptune froides sont plus éloignées de leur étoile que les Neptune chaudes. Dans le Système solaire, Uranus et Neptune sont des géantes de glaces, des Neptune froides dont les températures avoisinent les -220°C.

Parmi toutes ces découvertes, notre Système solaire apparaît ainsi comme un système bien singulier mais pas plus extraordinaire que les autres, mise à part que sur une des planètes de notre Système, la vie s’est développée.

Les premières exoplanètes : essai d’un historique des premières découvertes

Rappel :

UA = unité astronomique.

1 UA = 150 millions de km, distance Terre-Soleil, référence du Système solaire pour mesurer les autres distances.

al. = années-lumière.

1 al. = distance parcourue par la lumière pendant une année.

1 parsec est environ égal à 3,26 années-lumière.

1989 : Première exoplanète découverte : HD114762-b, observation d’une naine brune, située à 132 années-lumière (al). de la Terre.

Exoplanète HD114762-b, située à 132 al. du Soleil

1990 : Découverte d’un pulsar, PSR B1257 + 12 dans la Constellation de la Vierge.

1992 : Présence de 3 planètes en orbite autour de ce même pulsar ou étoile à neutrons effondrée, objets dits « exotiques », situées à 0,5 UA de l’étoile hôte. Etude de la nature des planètes autour des pulsars.

Confirmation de l’existence d’exoplanètes, ce qui a surpris les astronomes, car ils s’attendaient à découvrir des planètes en orbite autour d’une étoile semblable au Soleil et non autour d’un pulsar.

Etoile à neutrons ou pulsar PSR B1257+12-A, Constellation de la Vierge

1992 : Découverte de 2 exoplanètes mais qui n’orbitaient pas autour d’une étoile semblable au Soleil.

5 octobre 1995 : Première exoplanète officiellement découverte : 51Pegasi-b, une géante gazeuse, faisant le tour de son étoile en 4 jours (12 ans pour Jupiter), découverte grâce au télescope de l’Observatoire de Haute-Provence (2 m de diamètre), planète située à 40 al.

Les scientifiques ont alors pris conscience de l’existence d’une variété plus grande de systèmes planétaires et d’exoplanètes dites « exotiques », qui se sont formés et ont évolué au sein d’environnements très différents. Apparemment, ils se grattent toujours autant la tête et l’esprit en découvrant une géante gazeuse orbitant autour d’une étoile de type naine rouge plus petite que le Soleil. Encore un mystère à résoudre, des investigations à entreprendre et des recherches à faire !

2012 : 850 exoplanètes confirmées, orbitant autour d’étoiles situées à moins de 400 al. du Système solaire, presque toutes de masse supérieure à celle de la Terre.

Combien d’autres « Terres » ?

10 août 2005 : OGLE-2005-BLG-390L-b (surnommée Hoth), première planète tellurique découverte, située  à 22 années-lumière du Soleil et orbitant autour de son étoile en une dizaine d’années, à 2,6 UA et où il fait - 220°C. C’est une « super-terre » de glace, dont l’étoile hôte serait une naine rouge. Observations faites par l’Observatoire européen austral (ESO) au Chili. Cf. Expériences OGLE (Pologne) et MOA (Japon/Nouvelle-Zélande). Situation dans le Système solaire : entre Mars et Jupiter. Statut confirmé.

Exoplanète OGLE-2005-BLG-390L-b

2012 : Découverte de 5 planètes orbitant autour de l'étoile Tau Ceti, dont une se trouve en zone habitable. 19 décembre 2012, détection de l'exoplanète Tau Ceti-f, non confirmée.

L’existence de milliards de planètes semblables à la nôtre dans la Voie Lactée est désormais avérée.

Exoplanète Tau Ceti-f, super-terre orbitant en zone habitable, à 12 al. de la Terre, Constellation de la Baleine

2013 : Estimation/hypothèse/théorie de l’existence de 17 milliards de planètes de la taille de la Terre dans notre galaxie.

2017 : 2781 systèmes planétaires, 621 systèmes planétaires multiples et 3711 planètes ont été détectés, dont 1800 exoplanètes habitables découvertes depuis 1995 (22 ans d’observation).

Personnellement, j’ai commencé à prendre conscience de l’existence des exoplanètes en 2014, ce qui est relativement récent. En effet, par le plus grand des hasards, durant une soirée passée à Barcelone, une question qui me traverse l’esprit : il doit bien exister d’autres planètes ? Petit passage obligé sur le net et bingo ! Je trouve le Système Gliese 581 avec en plus pour couronner le tout, une, non deux planètes telluriques potentiellement habitables ! Quelle surprise, quel enchantement, j’étais en même temps fascinée et émerveillée. Ce qui explique pourquoi je me suis mise à écrire ce genre de chroniques, pour partager avec vous cette liesse et ces nouvelles connaissances. Ceci m’a permis d’ouvrir encore plus mon esprit et m’a fait tout suite imaginer, que cette fois-ci, c’est certain, nous ne sommes plus seuls dans l’Univers, reste à trouver des Aliens qui souhaitent établir une communication avec les Terriens (Et là, ça semble tout de suite beaucoup plus compliqué !).

Exoplanète Gliese581-d

Néanmoins, je ne manquerais pas de vous présenter ce monde extrasolaire qui a su retenir mon attention par le simple fait de son existence. C’est beau la vie, on a tant à apprendre !

NB : Toutes les photographies des planètes et des systèmes extrasolaires sont des représentations artistiques basées sur les observations faites grâce à des données scientifiques connues (pour la plupart).

A suivre : Exploration spatiale : le Système solaire : les planètes de notre système, observations des lunes et des satellites naturels, de nouvelles connaissances…

Phoebe : « Ouvre ton esprit à 360° et observe l’Univers ».

SYSTEME PSR B1257+12 & SES DEUX PLANETES