Cienciaes.com : L’observateur des exoplanètes. Nous avons parlé avec Guillermo Torres.

Notre vision de notre place dans l’Univers a beaucoup changé au cours des 30 dernières années. Si, au début des années 90, on considérait la Terre comme l’une des neuf seules planètes connues (huit seulement depuis la rétrogradation de Pluton en 2006), elle occupe désormais une position indéfinie sur une longue liste qui dépasse les 3 500 planètes dont l’existence a été confirmée. par la science, tous, sauf les primitifs, tournent autour d’étoiles autres que le Soleil.

Ce qui est curieux, c’est que les instruments qui nous offrent la vision actuelle du cosmos n’ont pas beaucoup changé depuis. Si nous focalisons nos meilleurs télescopes sur une étoile, nous pourrons à peine voir un point lumineux lointain sans dimension et, bien sûr, nous continuerons à être incapables de voir une planète en orbite autour d’elle, du moins une planète comme celles qui gravitent autour de l’étoile. Le Soleil, incapable de générer sa propre lumière. Comment, alors, les astrophysiciens parviennent-ils à détecter ces mondes extrasolaires lointains ? Comment, en plus de détecter sa présence, parviennent-ils à calculer sa taille, sa période de translation, sa température et la composition de son atmosphère ?

Notre invité fait partie de ces observateurs scientifiques capables de capter ce qui, de toute évidence, semble inobservable, du moins directement. Guillermo TorresArgentin d’origine et chercheur au Harvard Smithsonian Center of Astrophysics, explique aujourd’hui depuis Cambridge, Massachusetts, États-Unis, les différentes techniques d’observation qui ont permis le miracle de remettre la Terre à sa place, c’est-à-dire comme une de plus parmi les immenses nombre de planètes qui habitent la Voie Lactée.

Guillermo Torres affirme que les scientifiques sont convaincus que chaque étoile de notre galaxie, et probablement toutes les galaxies, possède en moyenne au moins une planète. Ce « au moins » est une façon prudente de dire les choses car, malgré les limites de la technologie, on a découvert que beaucoup d’entre eux, plus de 600, possédaient des systèmes planétaires comprenant parfois jusqu’à 8 planètes.

La diversité des planètes découvertes n’a de limites ni en termes de type d’étoile auquel elles appartiennent, ni en termes de forme et de taille.

La preuve évidente que pratiquement tout type d’étoile peut avoir son système planétaire nous a été offerte par le premier système extrasolaire découvert dans l’histoire de l’humanité. C’est arrivé en 1992, cette année-là, Aleksander Wolszczan, à l’aide du radiotélescope d’Arecibo, a découvert la présence de deux planètes (plus tard une troisième serait découverte) autour d’un pulsar, c’est-à-dire les restes mourants d’une énorme étoile. Cette découverte a eu lieu trois ans avant la détection de 51 Pegasi B, la première planète extrasolaire en orbite autour d’une étoile de type solaire.
Les planètes découvertes jusqu’à présent sont de tous types : des planètes rocheuses comme la Terre ou Mars, des planètes gazeuses comme Jupiter ou Saturne, et une zone intermédiaire entre les deux a également été découverte, appelées « super-Terres ».

Guillermo Torres explique au cours de l’interview comment les observateurs parviennent à extraire des informations sur une planète à partir de la lumière qui nous parvient de son étoile mère. Il existe deux méthodes principales de détection : la méthode Doppler ou vitesse radiale et la méthode de transit.

La méthode Doppler est basée sur la détection des changements de vitesse de l’étoile lorsque, en raison de l’attraction gravitationnelle d’une planète, elle tourne autour du centre de masse des deux corps. C’est facile à comprendre en regardant le couple formé par la Terre et la Lune. Les deux corps tournent autour d’un centre commun situé à 4668 km du centre de la Terre, sur la ligne qui sépare les deux corps. Si la Lune n’était pas visible, il suffirait d’observer la rotation excentrique de la Terre pour la détecter, cela permettrait de connaître la masse relative de la Lune par rapport à la Terre et sa période de translation autour d’elle. C’est ainsi que les planètes extrasolaires sont détectées autour d’étoiles lointaines. Si la planète est suffisamment grande, l’étoile mère tournera autour du centre de masse des deux corps et par conséquent à certains moments elle s’éloignera de nous et à d’autres elle s’approchera, changeant périodiquement sa vitesse. Ce changement de vitesse se reflète dans sa lumière et des observateurs comme Guillermo Torres peuvent découvrir et calculer des données spécifiques sur la planète même si elle n’est pas visible. C’est ainsi que 51 Pegasi B (aujourd’hui baptisée Dimidio) ont été détectées en 1995 par Michel Mayor et Didier Queloz.

La deuxième méthode la plus utilisée est connue sous le nom de méthode de transit. Fondamentalement, il s’agit de détecter la variation de la lumière provenant de l’étoile lorsqu’une planète passe devant son disque stellaire, c’est-à-dire lorsqu’une éclipse se produit. La diminution de la lumière peut être très faible, si la planète a la taille de Jupiter et que l’étoile est comme le Soleil, la diminution sera de 1 % ; Si la planète était comme la Terre, elle diminuerait à peine de 0,01 %. De telles variations subtiles sont très difficiles à détecter depuis la surface de la Terre en raison de l’effet perturbateur de l’atmosphère. Au lieu de cela, les sondes spatiales spécialement conçues pour l’observation de vastes zones du ciel ont fourni une vue nette qui a permis de multiplier les découvertes. Les observatoires spatiaux tels que COROT, KEPLER et ainsi de suite, TESS Ils ont scanné ou vont scanner des zones de ciel peuplées de centaines de milliers d’étoiles et les imagent systématiquement pour détecter les changements subtils de lumière qui se produisent lorsque les planètes passent devant elles.

Guillermo Torres parle des difficultés de la recherche sur les planètes extrasolaires et des méthodes qui permettent d’extraire des informations cachées à la lumière de leurs étoiles. Des recherches qui contribueront sans aucun doute à la compréhension de l’Univers et permettront, dans le futur, de trouver d’autres Terres capables d’héberger la vie et, pourquoi ne pas y penser, l’intelligence.
Je vous invite à écouter Guillermo Torres, astrophysicien observationnel, chercheur au Harvard Smithsonian Center of Astrophysics, à Cambridge, Massachusetts, Etats-Unis et membre de l’Union astronomique internationale.