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Première exoplanète : il y a 20 ans, l'Homme découvrait 51 Pegasi b

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La découverte de 51 Pegasi b fut annoncée il y a 20 ans. Cette exoplanète semblait alors bien exotique. Après une période de scepticisme, de nombreux confrères des découvreurs Michel Mayor et Didier Queloz finirent par admettre qu'il existe bien une grosse planète autour de cette étoile. Depuis, près de 2.000 autres ont été détectées et l'aventure ne fait que commencer.

Interview : qu'est-ce qu'une exoplanète ?  La question des exoplanètes est très ancienne en astronomie. Leur existence est pour la première fois attestée de façon indirecte dans les années 1990. Futura-Sciences a rencontré Jean-Pierre Luminet, astrophysicien de renom, afin qu’il nous parle plus en détail de ce passionnant sujet. 

20 ans déjà que la découverte de 51 Pegasi b a été annoncée à Florence, la ville de Galilée ! Michel Mayor (université de Genève) et Didier Queloz (université de Cambridge), qui en sont à l'origine, avaient alors bénéficié de la technologie du nouveau spectrographe Élodie, greffé sur le télescope de 1,93 m de l'Observatoire de Haute-Provence (OHP), et d'un logiciel très performant coécrit par les deux Hommes. Didier Queloz, thésard, est en effet associé à cette campagne de recherche d'éventuels compagnons d'étoiles comme le Soleil. Sans vraiment traquer de planètes comme c'est le cas, outre-Atlantique, de leur collègue Geoffrey Marcy (université de Berkeley) - très investi dans cette quête depuis plusieurs années - les deux chercheurs, et toute l'équipe technique ayant contribué à cette réussite, ont alors eu un coup d'avance en publiant leurs résultats le 23 novembre 1995 dans Nature.

Cela faisait des mois qu'ils s'évertuaient à garder le secret, depuis qu'ils avaient acquis la quasi-certitude durant l'été 1995, après moult vérifications, que leurs mesures de vitesse radiale de l'étoile 51 Pegasi (par ailleurs, visible à l'œil nu par une belle nuit sans Lune ni pollution lumineuse) trahissaient bien la présence d'un astre en orbite autour d'elle. Il ne s'agissait pas d'une naine brune mais d'une exoplanète deux fois moins massive et 1,6 fois plus grande que notre Jupiter (période orbitale de 4,2 jours).

Pour la première fois, des astronomes apportaient la preuve que des planètes gravitent autour d'autres étoiles que la nôtre. Certes, nul n'imaginait qu'il ne pouvait exister qu'un seul Système solaire dans la Galaxie mais la tâche semblait encore fastidieuse à l'époque car les théories prévoyaient que les grosses planètes comme Jupiter, les plus faciles à détecter, ne mettaient pas moins de 10 ou 11 ans pour faire le tour de leur étoile. C'est pourquoi, nombre de leurs collègues qui engageaient des recherches sur plusieurs années, accueillirent souvent avec méfiance, sinon scepticisme, la découverte de 51 Pegasi b. Leurs auteurs essuyèrent même de vives critiques des mois durant. Quant à Geoffrey Marcy, il admit très vite l'existence de cette exoplanète qui n'était pas là où on l'attendait et ne ressemblait pas à ce que l'on supposait. Il les félicita. Ce n'est que quelques années plus tard que son existence fit consensus et que d'autres géantes furent mises en évidence.

Marre de visiter la Terre et Mars ? Offrez-vous un séjour sur Kepler-16b ! Deux couchers de soleil comme sur Tatooine, ça fait rêver, n’est-ce pas… Qui sait, ce peut être bientôt une réalité ? Dans un siècle ou plus… © Nasa, JPL

Une Terre 2.0, le graal des chasseurs d’exoplanètes

Vingt années plus tard, près de 2.000 planètes extrasolaires ont été confirmées (1.892 pour PlanetQuest : voir l'atlas ; 1.969 pour Exoplanet.eu). Parmi elles, beaucoup de géantes, de type Jupiter chaude comme 51 Pegasi b, très proche de leur étoile. De par leurs tailles et leurs masses, ce sont les plus faciles à découvrir mais, estiment les spécialistes, elles ne sont sans doute pas aussi abondantes que les rocheuses, plus difficiles à débusquer. C'est la grande diversité des mondes qui frappe les chercheurs depuis deux décennies, au fur et à mesure de leurs découvertes. Il a fallu en effet revoir les théories sur la formation planétaire, invoquer la migration des planètes géantes, etc. Alors qu'on pensait trouver des systèmes solaires aux caractéristiques similaires au nôtre, il n'y en a pas deux qui se ressemblent.

La quête de ce graal est bien entendu une exoterre, c'est-à-dire une planète comparable à notre biosphère, habitable et habitée... Une Terre bis ou 2.0, en somme. Elles sont plus délicates à détecter. Si nous étions très loin de notre planète, nous pourrions apercevoir la pâle lueur du Soleil mais notre « petite bille bleue » qui lui tourne autour est un milliard de fois moins brillante...

Les plus proches cousines de la Terre connues à ce jour sont Kepler-186f et Kepler-452b. Elles ont été découvertes par la méthode du transit avec le satellite Kepler, à l'instar par ailleurs de 1.030 exoplanètes confirmées (plus de la moitié du total des planètes connues) et de quelque 4.696 candidates qui attendent d'être validées. Très éloignées de nous, elles gravitent chacune dans la zone habitable de leur étoile hôte. Même si leurs caractéristiques physiques suggèrent qu'il s'agit de planètes rocheuses — plutôt des superterres — présentes dans la zone « tempérée » de leur Soleil, rien ne permet de dire, pour l'instant, qu'elles possèdent de l'eau, que celle-ci puisse être durablement à l'état liquide, et encore moins si elles abritent de la vie... Néanmoins, les nouvelles générations d'instruments et de télescopes géants laissent présager de grandes découvertes pour la prochaine décennie, tout aussi révolutionnaire, si ce n'est plus, que celle de la première exoplanète il y a 20 ans.

Illustration de la surface d’une exoplanète circumbinaire (autour de deux étoiles). © Eso, UAI

Nommez une vingtaine de systèmes planétaires

Voici plus d'un an, l'Union astronomique internationale (UAI) lançait le concours NameExoWorld pour baptiser des planètes extrasolaires découvertes avant 2008 et leurs étoiles. De nombreuses associations, clubs ou centres d'astronomie du monde entier ont ainsi joué le jeu et proposé des noms avec une courte définition pour les 20 systèmes retenus. À présent, c'est au tour du grand public de pouvoir donner son avis en votant pour l'un des noms présélectionnés pour chaque cas. Toutes ces exoplanètes gravitent autour d'étoiles qui sont quasiment visibles à l'œil nu. Vous ne pouvez voter qu'une seule fois par équipement (smartphone, PC, tablette...) par planète et par étoile, sans avoir besoin de vous identifier. La clôture des votes est le 31 octobre.

Alors, quel nom allez-vous choisir pour la Jupiter chaude qui gravite autour de Pegasi 51 ? Son codécouvreur Michel Mayor, plébiscite Epicurus, en référence au grand philosophe grec qui eut l'intuition durant l'Antiquité, de la « pluralité des mondes ».

Illustration de 51 Pegasi b, la première exoplanète découverte. Deux fois moins massive que notre Jupiter, elle gravite en seulement 4,2 jours autour de son étoile qui ressemble au Soleil. Un monde surprenant, tout comme les 2.000 autres d’ores et déjà découverts. © Nasa, JPL-Caltech