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On a découvert des exoplanètes âgées de 12,8 milliards d'années

ActualitéClassé sous :Astronomie , HIP 11952 , exoplanète

De quand date la formation des premières exoplanètes dans l'univers ? Même s'il ne s'agit pour le moment que de géantes gazeuses, les deux exoplanètes découvertes en orbite autour de l'étoile HIP 11952 prouvent que cette formation a commencé très tôt dans l'histoire du cosmos observable.

Une vue d'artiste d'un système planétaire en formation. © ESO/L. Calçada

On en est à 750 exoplanètes confirmées en orbite autour d'étoiles au voisinage de la Terre. On sait qu'il s'en forme même dans d'autres galaxies comme le prouve le cas de l'exoplanète HIP 13044 b. D'autres candidates, déjà repérées par Kepler, attendent leur confirmation et au final, les observations permettent déjà de connaître en partie la courbe de répartition des tailles, des masses et des orbites des exoplanètes dans la Voie lactée. On s'attend ainsi à ce qu'il existe des milliards d'exoterres, mais elles pourraient avoir une exogéologie surprenante.

Il se dessine donc une exoplanétologie comparée qui devrait devenir de plus en plus précise dans les décennies à venir. Pour l'exobiologie comparée, il faudra sans doute attendre encore au moins dix à vingt ans pour voir son essor. Certainement, pour connaître nos chances d'entrer en contact avec une civilisation extraterrestre, et pour tenter de résoudre le paradoxe de Fermi, il faudrait savoir depuis quand des exoplanètes se forment dans l'univers observable.

Une première considération vient à l'esprit. Les planètes contiennent des proportions d'éléments lourds variées. Peu abondants dans les géantes gazeuses, ils dominent en revanche des planètes comme la Terre ou Mercure, qui contiennent de grandes quantités de fer, de silicium et d'oxygène. Or, ces éléments ne peuvent se former que lorsque des étoiles suffisamment massives ont explosé en donnant des supernovae. Les premières générations d'étoiles ne contenaient pas d'éléments métalliques (à part d'infimes traces de lithium), c'est-à-dire, selon le jargon des astrophysiciens, des éléments plus lourds que l'hélium 4. 

Une vue d'artiste des deux exoplanètes en orbite autour de l'étoile HIP 11952. © Timotheos Samartzidis

Les noyaux des minéraux formant les roches de notre planète sont le fruit d'une longue évolution chimique de notre galaxie. De multiples générations d'étoiles massives y ont synthétisé dans leur cœur tous les éléments allant de l'hélium au fer puis au-delà du fer lors de leur explosion en supernovae. Ces explosions ont progressivement enrichi le milieu interstellaire (où l'on voit actuellement, grâce en autres à Herschel, la formation des nouvelles étoiles) en y injectant ces éléments lourds.

Se pose donc la question de savoir quand le milieu interstellaire a commencé à avoir des caractéristiques chimiques adéquates pour que la formation de planètes telluriques débute et quelles étaient les caractéristiques des ces exoplanètes rocheuses.

Des exoplanètes presque aussi vieilles que l'univers

En effet, les observations tendent à prouver que des systèmes planétaires se forment préférentiellement autour d'étoiles avec un taux d'éléments métalliques suffisamment élevé. Un premier pas pour le savoir serait de détecter des exoplanètes les plus anciennes possibles. Certainement, comme dans le cas des premières découvertes d'exoplanètes, ce sont des géantes gazeuses qui devraient se signaler le plus facilement dans les instruments des astrophysiciens.

C'est bien le cas puisqu'un groupe d'astrophysiciens vient d'annoncer dans un article que grâce à la méthode des vitesses radiales, et en employant les instruments d'un des télescopes de l'ESO, ils ont découvert l'existence de deux exoplanètes géantes autour de l'étoile HIP 11952. Située à seulement 375 années-lumière de la Terre, elle est tellement pauvre en éléments métalliques que son âge est estimé à 12,8 milliards d'années, soit guère plus d'un milliard d'années après la naissance de l'univers. HIP 11952 b et HIP 11952 c sont certes des géantes gazeuses mais elles prouvent que la formation de systèmes planétaires pouvait démarrer très tôt dans l'histoire de l'univers. Combien de civilisations E.T. ont donc bien pu apparaître depuis la naissance de la Galaxie ? Et pour reprendre la phrase de Fermi : « Mais où sont-elles donc ? ».

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