Des exoplanètes, et encore des exoplanètes!
Les scientifiques se posent depuis longtemps la question de savoir si d'autres étoiles que le Soleil ont aussi des planètes en orbite autour d'elles. Depuis quelques dizaines d'années, les astronomes ont été en mesure de détecter des milliers de planètes en dehors du Système solaire. Nous connaissons maintenant plus de 5000 exoplanètes et ce nombre ne cesse de croître!
Qu'est-ce qu'une exoplanète?
Une exoplanète est une planète qui se trouve dans un autre système solaire que le nôtre. Elles sont en orbite autour d'une étoile autre que le Soleil. En effet, les autres étoiles peuvent aussi avoir des planètes en orbite, tout comme les huit planètes du Système solaire.
Les exoplanètes sont nommées en fonction de l'étoile autour de laquelle elles sont en orbite. Par exemple, le système de l'étoile TRAPPIST-1 comporte sept exoplanètes, que les chercheurs ont nommées TRAPPIST-1b, TRAPPIST-1c et ainsi de suite jusqu'à TRAPPIST-1h. TRAPPIST-1a n'est pas utilisé, car en astronomie, la lettre a sert à l'objet le plus brillant d'un système; ici, c'est l'étoile. Les lettres minuscules sont données aux exoplanètes en fonction de la date de leur découverte. Si plusieurs exoplanètes sont découvertes en même temps, les lettres sont attribuées en fonction de la distance avec l'étoile.
Types d'exoplanètes
Vue d'artiste composite de plusieurs exoplanètes découvertes par des astronomes avec le télescope spatial Kepler de la NASA. (Source : NASA/W. Stenzel.)
Les planètes du Système solaire sont de types variés, p. ex. les planètes telluriques (comme la Terre) et les géantes gazeuses (comme Jupiter). Les exoplanètes sont encore plus diversifiées. Voici quelques-uns des types découverts.
- Jupiters chaudes : Il s'agit de planètes géantes gazeuses comme Jupiter, mais avec une différence importante – elles sont très proches de leur étoile, encore plus proche que Mercure l'est du Soleil.
- Mini-Neptunes et super-Terres : C'est le type le plus commun d'exoplanètes observées par les chercheurs. Il peut s'agir de planètes gazeuses plus petites que Neptune ou de planètes telluriques de taille énorme.
- Mondes océaniques : Ce sont des planètes constituées d'un noyau rocheux complètement recouvert d'un vaste océan liquide de plusieurs centaines de kilomètres de profondeur.
- Mondes rocheux : Ces planètes s'apparentent à la Terre ou à Mars. Elles ont une surface solide et peuvent ou non avoir de petits océans ou une atmosphère.
D'après les astronomes, plus de 50 % des étoiles ont probablement au moins une planète. Ils continuent de découvrir d'autres mondes surprenants qui dépassent quelquefois la fiction. La découverte de ces planètes lointaines est un tournant important dans l'histoire de l'astronomie.
Exoplanètes célèbres
51 Pegasi b
Vue d'artiste de 51 Pegasi b, la première exoplanète découverte autour d'une étoile semblable au Soleil. (Source : NASA/JPL-Caltech.)
51 Pegasi b est la première exoplanète découverte en orbite autour d'une étoile semblable au Soleil. C'est aussi la première exoplanète découverte de type Jupiter chaude. Cette géante gazeuse située à 50 années-lumière de la Terre fait le tour de son étoile en seulement 4,2 jours.
La découverte de 51 Pegasi b en par les astronomes suisses Michel Mayor et Didier Queloz a surpris la communauté scientifique puisque les modèles de formation des planètes de l'époque ne prédisaient pas son existence. Cette découverte leur a valu le prix Nobel de physique en .
Kepler-22b
Vue d'artiste de Kepler-22b, la première exoplanète découverte dans la zone habitable de son étoile, où il pourrait y avoir de l'eau liquide. (Source : NASA/Ames/JPL-Caltech.)
D'environ deux fois la taille de la Terre, Kepler-22b a été découverte en au moyen du télescope spatial Kepler de la NASA. C'est la première exoplanète découverte dans la zone habitable d'une étoile.
Bien que les scientifiques ne savent pas trop à quoi ressemble Kepler-22b, cette exoplanète est en orbite juste à la bonne distance, là où il est probable que le climat permette à l'eau de surface de rester liquide.
Cette zone est ce qu'on pourrait appeler la « zone idéale
» puisque les conditions ne sont ni trop chaudes ni trop froides : elles sont juste parfaites. Toutefois, rien ne garantit qu'il y a de la vie sur cette exoplanète située à environ 600 années-lumière de la Terre ou que les conditions seraient favorables aux êtres humains.
Proxima Centauri b
Vue d'artiste de Proxima Centauri b, l'exoplanète la plus proche du Système solaire. (Source : ESO.)
Proxima Centauri est l'étoile la plus proche du Soleil. Cette naine rouge est située à 4,2 années-lumière (soit 40 000 milliards de kilomètres) de la Terre. L'exoplanète Proxima Centauri b (ou simplement Proxima b) a été détectée en orbite autour de cette étoile en .
Proxima b est une planète tellurique un peu plus grande que la Terre. Comme Kepler‑ 22b, elle est située dans la zone habitable de son étoile. Les scientifiques l'ont trouvée très intrigante, mais ils peuvent oublier de l'étudier de près : même avec la sonde spatiale la plus rapide, la sonde solaire Parker (qui pourrait filer à 724 000 km/h), il faudrait près de 7000 ans pour l'atteindre!
En , des scientifiques ont confirmé l'existence d'une deuxième planète dans ce système : Proxima c. De type super-Terre ou mini-Neptune, elle est environ sept fois plus massive que la Terre, mais se situe en dehors de la zone habitable.
Le système TRAPPIST-1
Vue d'artiste de l'étoile TRAPPIST-1 et de ses sept exoplanètes alignées. (Source : NASA/JPL-Caltech.)
En , une équipe de chercheurs a annoncé la découverte de trois exoplanètes autour de TRAPPIST-1, une étoile située à environ 40 années-lumière de la Terre. Après avoir observé le système avec d'autres télescopes, les chercheurs en ont découvert quatre autres.
Les sept exoplanètes de TRAPPIST-1 (b, c, d, e, f, g et h) sont telluriques et de la taille de la Terre. Au moins trois d'entre elles se trouvent dans la zone habitable de l'étoile.
Pour approfondir leurs connaissances sur d'autres mondes, les astronomes observeront le système TRAPPIST-1 en particulier avec le télescope spatial James Webb. Une équipe canadienne d'astronomes étudiera les atmosphères de TRAPPIST-1 d, f et g au moyen de l'instrument canadien NIRISS (imageur et spectrographe sans fente dans le proche infrarouge).
Le système HR 8799
[Vidéo YouTube] Images directes animées de l'étoile HR 8799 et de ses quatre exoplanètes (en anglais seulement). L'étoile est indiquée au centre par un petit symbole d'étoile de couleur jaune. L'étoile a été masquée pour éliminer l'éblouissement de sa lumière et permettre ainsi de voir les planètes. Les images ont été prises sur une période de sept ans avec le télescope Keck à Hawaï. (Source : Jason Wang [Caltech]/Christian Marois [CNRC-Herzberg].)
Les quatre exoplanètes en orbite autour de HR 8799 sont le premier système à plusieurs planètes dont on a pris des images directes. Autrement dit, les astronomes ont « photographié
» ces planètes lointaines au lieu de simplement détecter leurs effets sur leur étoile.
Chacune de ces géantes gazeuses fait cinq à dix fois la masse de Jupiter. Elles sont faciles à repérer en raison de la grande distance qui les sépare de l'étoile. L'exoplanète la plus éloignée, HR 8799 b, fait le tour de l'étoile en 460 ans : c'est presque deux fois plus de temps qu'il faut pour une révolution de la planète naine Pluton autour du Soleil!
Ce système a été découvert en par trois astronomes canadiens :
- Christian Marois (CNRC-Herzberg)
- René Doyon (Université de Montréal), aussi chercheur principal de l'équipe scientifique canadienne du télescope spatial James Webb
- David Lafrenière (Université de Montréal), aussi membre de l'équipe scientifique canadienne du télescope spatial James Webb
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