L'article à lire pour comprendre les exoplanètes comme Kepler-452b

La Nasa a annoncé, jeudi, la découverte de l'exoplanète la plus similaire à la Terre jamais observée. Mais de quoi s'agit-il exactement ? Explications.

Vue d\'artiste de la planète HD 189733b, une gigantesque exoplanète gazeuse bleue où règne une température supérieure à 1 000°C et où soufflent des vents de 30 000 km/h.
Vue d'artiste de la planète HD 189733b, une gigantesque exoplanète gazeuse bleue où règne une température supérieure à 1 000°C et où soufflent des vents de 30 000 km/h. (NASA / SIPA USA)

Kepler-452b. Derrière ce nom un peu barbare, se cache une découverte importante : la planète la plus similaire à la Terre jamais observée, a rapporté l'agence spatiale américaine, la Nasa, jeudi 23 juillet. Elle est située à environ 1 400 années-lumière de notre planète, dans la constellation du Cygne. Francetv info vous dit tout sur ces exoplanètes, terme que l'on rencontre désormais fréquemment, et qui désigne des corps célestes encore mystérieux.

C'est quoi une exoplanète ?

C'est une planète qui tourne autour d'une autre étoile que le Soleil. Autrement dit, une planète qui se trouve dans un autre système solaire. Notre configuration, une étoile et ses planètes qui gravitent autour, n'est en effet pas unique, contrairement à ce que pensaient les hommes au moment de l'Antiquité.

Pourquoi en parle-t-on autant ?

Le champ de recherches est récent. La première exoplanète n'a été découverte qu'en 1995. Avant cette date, on ne connaissait que les neuf planètes de notre système solaire : Mercure, Vénus, la Terre, Mars, Jupiter, Saturne, Uranus, Neptune et Pluton. Depuis 2006, elles ne sont d'ailleurs plus que huit : Pluton est sortie de la classification des planètes, et est désormais considérée comme une "planète naine".

Depuis 1995, donc, un nombre croissant de scientifiques se sont intéressés aux exoplanètes. "En France, il y a dix ans, les chercheurs dans le secteur étaient peu nombreux. Maintenant, ils sont des dizaines, peut-être même une centaine. Il y a plus de chercheurs, donc plus de découvertes, et les outils de détection se sont perfectionnés. La compétition est devenue très féroce", a expliqué à francetv info Jean-Loup Bertaux, directeur de recherche émérite au laboratoire "Atmosphères, milieux, observations spatiales" du CNRS.

Les exoplanètes sont-elles différentes des planètes que nous connaissons ?

Oui et non. Comme les planètes que l'on trouve dans notre système solaire, il en existe des gigantesques et des petites. Des gazeuses, uniquement faites de gaz, et des telluriques, c'est-à-dire rocheuses. Généralement, les très grandes planètes sont gazeuses, comme Jupiter. Les plus petites sont telluriques, comme la Terre ou Mars.

Parmi les petites exoplanètes, on peut citer Kepler-37b. Elle est plus petite que Mercure, qui est déjà la plus petite planète de notre système solaire. Parmi les grandes exoplanètes, il y a J1407b qui se distingue par ses gigantesques anneaux qui s'étendent sur 120 millions de kilomètres, rapporte le site de la Cité des Sciences. Autrement dit, si Saturne avait de tels anneaux, "nous pourrions les observer la nuit à l'œil nu, et ils apparaîtraient beaucoup plus larges que la pleine lune", a commenté le chercheur qui a dirigé l'étude l'étude (PDF en anglais).

Il existe aussi une planète grande comme Jupiter, mais bleue comme la Terre. Elle s'appelle HD 189733b et il y règne des conditions extrêmes : "Il y fait 3 000 degrés Celsius et des vents soufflent jusqu’à 30 000 kilomètres à l’heure", a rapporté le quotidien suisse Le Temps, en avril.

Des chercheurs ont également découvert une planète "enveloppée dans un nuage géant en forme de queue de comète", a rapporté le CNRS, en juin. Mais il y a aussi des planètes qui ne ressemblent à rien de ce que nous connaissons. On peut ainsi citer Gliese-1214b, une planète-océan qui serait essentiellement constituée d'eau, comme le rapportait Science et Vie, en 2012. "On peut supposer que cette planète des brumes est couverte d’un océan de plusieurs centaines ou milliers de kilomètres de profondeur", écrit le site du magazine spécialisé. 

D'où vient leur nom imprononçable ?

C'est l’Union astronomique internationale (UAI) qui détient le droit d'homologation des noms des exoplanètes. Ceux-ci font référence à des éléments divers. "Ils peuvent être liés à la constellation d’appartenance du système étoile-planète (Pégase, Cancer, etc.), ou au type de système stellaire (système binaire, pulsar, etc.), au catalogue qui les a référencés en premier (Messier, Gliese, Henry Draper, etc.), au télescope ou à la sonde qui les a captés ou confirmés (Kepler, CoRoT, OGLE, etc.)", explique Science et Vie.

Pour rendre les exoplanètes moins arides, et plus faciles à prononcer, l'UAI a lancé un concours pour en renommer 20 (en anglais). Attention, le cahier des charges est précis : pas plus de 16 caractères, de préférence en un mot. Le tout doit être prononçable, mais pas offensant, sans faire référence ni à un nom d'animal, ni à une marque, ni à un individu encore vivant. Les résultats seront donnés entre le 3 et le 14 août lors de la 29e Assemblée générale de l’UAI, à Honolulu.

Et il y en a beaucoup ?

Depuis son lancement par la Nasa en 2009, le télescope Kepler a identifié 1 030 planètes. La 1 000e exoplanète découverte a été fêtée en janvier 2015. L'appareil a également repéré près de 5 000 objets qui pourraient être des planètes.

Mais ce n'est qu'une petite, toute petite goutte d'eau. Rien que dans notre galaxie, la Voie lactée, il y aurait au moins une planète par étoile, écrivait le CNRS, en 2012. Or, elle compterait au moins 200 milliards d'étoiles. Alors si l'on prend en compte les autres galaxies connues, celles que l'on ne connaît pas encore et l'immensité de l'univers, le chiffre dépasse aisément l'imagination.

Le nombre de planètes potentiellement habitables, c'est-à-dire rassemblant des conditions semblables à celles que l'on a sur Terre, est déjà monumental. D'après les dernières estimations, qui datent de février, il y en aurait des centaines de milliards dans la seule Voie lactée, rapportait Sciences et Avenir. Mais, parmi les planètes découvertes par Kepler, on ne trouve que 11 autres jumelles ou presque de la Terre, dont sept orbitent autour d'étoiles ressemblant au Soleil.

Une minute... Quand peut-on dire qu'une exoplanète est potentiellement habitable ?

Généralement, on juge une planète potentiellement habitable lorsqu'elle possède un gabarit similaire à la Terre et qu'elle se situe dans la "zone habitable", c'est-à-dire ni trop proche ni trop éloignée de son étoile. La zone habitable est, en gros, proche de la distance Terre-Soleil. Cela correspond à une unité astronomique, soit 149 597 871 kilomètres.

Mais ce n'est pas suffisant. On peut retenir les caractères principaux pour qu'une planète puisse abriter la vie : son caractère rocheux, la présence d'une atmosphère, de l'eau à l'état liquide, des mouvements de marées, un air respirable, des températures tolérables pour des organismes vivants et une pression atmosphérique proche de celle que l'on retrouve sur notre planète.

Peut-on vraiment espérer trouver de la vie sur une exoplanète ?

Tous les espoirs sont permis. Mais il faut garder en tête que, pour l'instant, nous n'avons pas trouvé la moindre trace de vie extraterrestre.

Et, même si toutes les conditions propices à l'émergence de la vie sont réunies, cela ne signifie pas que la vie soit apparue, apparaisse ou puisse apparaître un jour. Face à l'optimisme des astrophysiciens, on trouve la réserve des biologistes et des exobiologistes. "Les astrophysiciens passent très rapidement sur la question des conditions chimiques favorables à l’apparition de la vie", a souligné auprès de francetv info Louis d’Hendecourt, astrochimiste, directeur de recherches au CNRS, qui a participé au livre De l’inerte au vivant, une enquête scientifique et philosophique (éd. La Ville brûle).

Le spécialiste note que, en coulisses, certains de ses confrères commencent à faire part de leurs doutes. En effet, difficile d’expliquer comment la vie n’a pu être observée ailleurs, alors que, comme l’observe le chercheur, "les éléments les plus abondants et les plus disponibles dans l’univers sont justement les éléments constitutifs de la vie."

Quand allons-nous en visiter une ?

Ce n'est pas pour tout de suite. Notre développement technique est loin d'être suffisant pour réaliser des voyages interstellaires. Voyager 1, le seul objet construit par l'homme ayant franchi les limites de notre système solaire, mettrait plus de 300 000 ans pour parcourir, par exemple, les 36 années-lumière qui séparent la Terre de Gliese 581d, une planète réputée habitable. Rien que pour rendre visite à l'étoile la plus proche, Proxima du Centaure, qui se trouve à 4,2 années-lumière de chez nous, cela lui prendrait environ 80 000 ans.

De fait, pour espérer se rendre sur une exoplanète, il faudrait se déplacer à une vitesse supérieure à celle de la lumière (300 000 km/s). Or, c'est impossible, selon la théorie de la relativité d'Albert Einstein. Et, même si l'homme pouvait atteindre un jour la vitesse de la lumière, il faudrait 1 400 ans pour atteindre la nouvelle cousine la plus proche de la Terre, la fameuse Kepler-452b, note L'Obs.

Si elles sont si lointaines, comment fait-on pour les observer ?

L'observation directe est plutôt difficile. La lumière de l'étoile cache généralement la planète qui gravite autour. C'est comme si, avec des jumelles, vous tentiez de regarder un papillon qui s'approche de la lumière d'un phare au loin.

Les scientifiques opèrent autrement. On peut retenir deux méthodes principales, rappelle le site spécialisé Futura-Sciences. La première, celle des vitesses radiales, consiste à mesurer les variations de la vitesse de rotation de l'étoile. Avec le jeu des forces de gravitation, une planète influe sur son étoile. Et plus elle est grosse et proche d'elle, plus elle affecte sa vitesse de rotation. Cette mesure permet de déterminer la masse de la planète et la distance à laquelle elle se trouve.

La deuxième méthode de détection consiste à mesurer les variations de la luminosité de l'étoile. Concrètement, lorsqu'une planète passe entre l'observateur et l'étoile scrutée, cela crée une éclipse et donc une légère baisse de la luminosité de l'astre. A force de relevés, et en observant les variations périodiques, il est possible de déterminer la présence d'une exoplanète. Cette méthode est celle des transits planétaires.

Pour étudier l'atmosphère d'une exoplanète, les chercheurs utilisent de puissants télescopes et étudient la couleur de leur atmosphère. Ils analysent la lumière émise par une étoile et la façon dont elle est absorbée par la planète lorsqu'elle passe devant.

A quoi cela sert-il de rechercher des exoplanètes ?

"L'objectif final de ces recherches est plus philosophique que scientifique : comprendre quelle est la place de la Terre et du système solaire dans le reste de l'univers", a expliqué à francetv info Sean Raymond, chercheur du CNRS au laboratoire d'astrophysique de Bordeaux. En clair : déterminer si la Terre est une exception. De façon concrète, cela a permis de comparer notre système solaire avec d'autres et de découvrir que notre modèle n'était pas le seul. Par exemple, les scientifiques ont découvert des géantes gazeuses qui orbitent très près de leur étoile alors que, dans notre système, ces planètes sont plutôt éloignées de l'étoile.

J'ai eu la flemme de tout lire, je peux avoir un résumé ? ^_^

Une exoplanète, ce n'est rien de plus qu'une planète qui tourne autour d'un soleil différent du nôtre. Comme dans notre système solaire, il en existe des grandes, des petites, des gazeuses ou encore des rocheuses. Certaines sont assez accueillantes et assez semblables à la Terre, d'autres sont des enfers de chaleur ou de froid. On ne connaît pas précisément leur nombre, mais, selon les dernières estimations, il y aurait des centaines de milliards de planètes habitables, rien que dans notre galaxie, la Voie lactée.

Les exoplanètes sont lointaines. Si lointaines qu'il est quasi-impossible de les observer directement et qu'il est impensable de s'y rendre. Même en se déplaçant à la vitesse de la lumière, ce qui est impossible selon la théorie de la relativité d'Albert Einstein, il faudrait 1 400 ans pour atteindre la nouvelle cousine la plus proche de la Terre, Kepler-452b. Reste qu'étudier les exoplanètes est utile, car cela nous permet de comparer notre système solaire avec d'autres et de mieux comprendre la façon dont il s'est formé, et de confirmer que nous ne sommes pas une exception. Et, si nous en parlons autant, c'est parce que la recherche d'exoplanètes est récente et que les découvertes se multiplient.