Les planètes et la vie en astronomie : Exoplanète - Exemples



Après un survol des propriétés générales des exoplanètes connues, passons en revue quelques cas particuliers plus intéressants.

La meilleur candidate pour l'eau liquide : Gliese 581 c

La planète la plus susceptible de porter de l'eau sous forme liquide fut révélée en Avril 2007 à partir de mesures de vitesse radiale au télescope de 3,6 mètres de l'ESO à La Silla au Chili. Elle se trouve en orbite autour de la naine rouge Gliese 581, à 20,5 années-lumière de la Terre, dans la constellation de la Balance. La planète a une masse d'environ 5 fois celle de la Terre et un diamètre 1,5 fois plus grand, ce qui en fait très probablement une planète rocheuse.

La planète parcourt son orbite en 13 jours terrestres à une distance 14 plus petite que celle de la Terre au Soleil. Gliese 581 c est donc beaucoup plus proche de son étoile que la Terre. Mais comme l'étoile est une naine rouge avec une surface 50 fois moins chaude que celle du Soleil, les calculs montrent que la température moyenne à la surface de la planète doit se trouver entre 0 et 40 degrés Celsius. C'est donc la zone idéale pour que l'eau existe sous forme liquide et que la vie puisse se développer. A noter que Gliese 851 c possède au moins deux compagnes, l'une de 15 masses terrestres plus près de l'étoile, l'autre de 8 masses terrestres plus loin de l'étoile.

Vitesse radiale
Graphe de la vitesse radiale de l'étoile Gliese 581 en fonction de la position de la planète Gliese 581 c, en ne prenant en compte que les perturbations provoquées par cette dernière. C'est grâce à la méthode de la vitesse radiale que la plupart des exoplanètes ont été découvertes. Crédit : ESO

La planète la mieux étudiée : HD 209458 b

Cette planète se trouve en orbite autour de l'étoile HD 209458 à 150 années-lumière de la Terre dans la constellation de Pégase. Elle a la particularité d'avoir été observée par différentes techniques qui nous ont apporté une moisson de connaissances sans précédent.

HD 209458 b fut découverte par la méthode de la vitesse radiale en 1999. Elle fut la première exoplanète à être observée en transit devant son étoile, la même année, en provoquant une baisse de luminosité apparente de 1,7 pour cent. Le télescope spatial se mit ensuite de la partie. Il fut capable, en étudiant la lumière de l'étoile après son passage dans l'atmosphère de la planète, de détecter la présence de sodium en 2001. Deux ans plus tard, il mit en évidence une énorme enveloppe ovale autour de la planète, contenant de l'hydrogène, du carbone et de l'oxygène. En 2005, le télescope infrarouge Spitzer profita d'un transit de HD 209458 b derrière son étoile pour mesurer la luminosité de la planète dans l'infrarouge. Finalement, en 2007, plusieurs équipes purent observer le spectre de la planète directement.

Toutes ces observations nous donnent une bonne idée de la situation de cette planète. D'après les premières observations de vitesse radiale, HD 209458 b possède 69 pour cent de la masse de Jupiter, soit 220 fois celle de la Terre, ce qui en fait une planète gazeuse. A 7 millions de kilomètres, soit 0.045 unité astronomique ou un huitième de la distance de Mercure au Soleil, elle est très proche de son étoile. En conséquence, sa période de révolution n'est que de 3,5 jours terrestres et sa température de surface doit atteindre les 1000 degrés.

L'observation de transits a montré que la planète est plus grande que Jupiter, avec un diamètre supérieur d'un tiers, ce qui s'explique par l'expansion de ses couches externes sous l'effet de la température. Ces couches sont chauffées à une température de 10 000 degrés et la planète perd des centaines de milliers de tonnes de gaz à chaque seconde. Il s'agit principalement d'hydrogène, mais aussi de carbone et d'oxygène qui se laissent entraîner par celui-ci.

La planète la plus distante : OGLE-2005-BLG-390L b

Cette planète au nom charmant se trouve à 21 500 années-lumière de nous. La taille de son orbite n'est pas connue très précisément, mais se situe entre deux et quatre unités astronomiques, soit une orbite plus grande que celle de Mars mais plus petite que celle de Jupiter. Sa période de révolution doit donc être d'une dizaine d'années terrestres. La planète a une masse d'environ 5,5 fois celle de la Terre et pourrait donc être rocheuse, quoique la possibilité d'une planète gazeuse comme Neptune ne soit pas exclue. A partir de la taille de l'orbite et de la luminosité de l'étoile, probablement une naine rouge, on peut calculer que la température à la surface de la planète est d'environ -220 degrés Celsius.

Outre le fait qu'il s'agit probablement d'une planète rocheuse, OGLE-2005-BLG-390L b est très intéressante par la méthode de sa découverte. La planète est en effet l'un des rares corps à avoir été identifié par un effet de microlentille gravitationnelle. La possible présence d'un effet de microlentille gravitationnelle dû à OGLE-2005-BLG-390L fut d'abord détectée par le projet OGLE en 2005. Des investigations plus poussées grâce au projet PLANET/RoboNet confirmèrent rapidement de façon claire la présence d'une planète autour de l'étoile.

Comme le montre cet exemple, la méthode de microlentille gravitationnelle possède le grand avantage d'être moins soumise aux effets de sélection observationnels que les autres méthodes. Elle est ainsi en mesure d'identifier des exoplanètes plus petites, plus éloignées de leur étoile et plus froides.



Auteur : Olivier Esslinger

Source : www.astronomes.com/index.html