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L’ère des exoplanètes a commencé en 1992, lorsque des astronomes ont détecté une paire de planètes en orbite autour d’un pulsar . Puis, en 1995, ils ont découvert la première exoplanète en orbite autour d’une étoile de la séquence principale. Avec le lancement des missions Kepler et TESS de la NASA, le nombre d’exoplanètes confirmées a continué d’augmenter.

En 2015, la NASA annonçait que Kepler avait découvert sa 1 000e exoplanète. 2016 fut une année record pour la détection d’exoplanètes, avec près de 1 500 découvertes rien que cette année-là. Le nombre total a atteint 5 000 en mars 2022.

La NASA a désormais annoncé qu’il existe 6 000 exoplanètes confirmées. 6 000, c’est beaucoup, même si, comparé aux cent milliards que pourrait contenir la Voie lactée, c’est infime. Pourtant, pour une jeune civilisation spatiale comme la nôtre, c’est une bonne nouvelle.

Le fait que nous en ayons découvert 6 000 est impressionnant, compte tenu de leur difficulté à détecter. De vastes distances nous séparent des autres étoiles. De nombreuses exoplanètes seront cachées par la lumière de leur étoile, ou si éloignées qu’elles seront pratiquement indétectables.

Si l’on se fie à l’histoire, il est clair que les progrès technologiques permettront d’en rendre davantage accessibles, sauf en cas d’effondrement de la civilisation ou d’abandon de la science.

La science des exoplanètes ne se limite évidemment pas à de simples chiffres. La diversité des planètes découvertes nous apprend des choses essentielles sur la nature, notre système solaire et la Terre. Curieusement, nombre des planètes découvertes ne ressemblent à rien de ce qui existe dans notre système solaire.

Il existe des Jupiters chauds, des géantes gazeuses massives qui orbitent autour de leur étoile en quelques jours. Il existe des planètes à période ultracourte qui surpassent la courte période orbitale de Mercure en effectuant leurs orbites en quelques heures seulement.

Un type étrange de planète est si proche de son étoile qu’elle est synchronisée avec elle, comme la Lune avec la Terre. Ces planètes ont une face brûlante et une face glaciale. Certaines d’entre elles pourraient être suffisamment chaudes pour rester en fusion.

D’autres présentent des températures, des pressions et des composés chimiques si extrêmes qu’ils peuvent contenir des pluies de fer ou ne pas être plus denses que du polystyrène. Certains pourraient être recouverts par les océans. D’autres sont enveloppés de gaz toxiques.

D’une certaine manière, ils font tous partie de la nature. Comprendre comment ils sont apparus est une fascination durable.

Mais à la base de toutes ces recherches et de tous ces questionnements se trouve une grande question : sommes-nous seuls ?

« Chacun des différents types de planètes que nous découvrons nous donne des informations sur les conditions dans lesquelles les planètes peuvent se former et, en fin de compte, sur la fréquence à laquelle des planètes comme la Terre pourraient être trouvées, et sur l’endroit où nous devrions les rechercher », a déclaré Dawn Gelino, responsable du programme d’exploration des exoplanètes de la NASA (ExEP) au Jet Propulsion Laboratory de l’agence en Californie du Sud.

« Si nous voulons savoir si nous sommes seuls dans l’univers, toutes ces connaissances sont essentielles. »

La grande majorité des détections d’exoplanètes sont indirectes. La méthode du transit détecte les planètes en mesurant la quantité de lumière qu’une exoplanète bloque lorsqu’elle passe devant son étoile. La méthode des vitesses radiales détecte les faibles sollicitations exercées par les exoplanètes sur leur étoile et mesure l’oscillation de la lumière de l’étoile.

L’astrométrie détecte des mouvements infimes et, dans le cas de la lentille gravitationnelle , la présence d’une planète introduit des anomalies dans la lumière observée. Kepler et TESS ont tous deux utilisé la méthode des transits, méthode responsable de la plupart des détections d’exoplanètes, avec près de 4 500. La vitesse radiale vient ensuite avec environ 1 140 détections.

Bien qu’efficaces, ces techniques sont indirectes. Seule l’imagerie directe permet de mesurer la chimie de l’atmosphère des exoplanètes et ne nécessite pas d’alignements ou d’orientations orbitales particuliers. Mais elle est difficile, et moins de 100 exoplanètes ont été photographiées directement.

6 000 exoplanètes confirmées constituent un jalon scientifique indéniable. Mais il existe des milliers d’autres candidates, et confirmer une candidate demande beaucoup de travail. Un autre élément pourrait être à l’origine du signal, comme une éruption stellaire ou des artefacts liés à la méthode des transits.

Des observations complémentaires, parfois avec un télescope différent, les confirment, ce qui demande beaucoup de temps et de ressources d’observation. En juillet 2025, TESS comptait 7 655 exoplanètes candidates, dont un peu plus de 600 ont été confirmées.

« Nous avons vraiment besoin que toute la communauté travaille ensemble si nous voulons maximiser nos investissements dans ces missions qui produisent des candidats exoplanètes », a déclaré Aurora Kesseli, responsable scientifique adjointe des archives des exoplanètes de la NASA à l’IPAC.

« Une grande partie de ce que nous faisons chez NExScI consiste à créer des outils qui aident la communauté à aller de l’avant et à transformer des planètes candidates en planètes confirmées. »

Nous pourrions être confrontés à une surabondance de découvertes d’exoplanètes qui était inimaginable il y a quelques décennies.

Des exoplanètes candidates continuent d’être découvertes dans les données de Gaia, même après la fin de cette mission. Le télescope spatial Nancy Grace Roman de la NASA, dont le lancement est prévu en 2027, sauf si les menaces d’annulation de l’administration actuelle se réalisent, devrait en découvrir des milliers d’autres grâce à la microlentille.

L’ère des exoplanètes commence cependant à changer. Nos recherches deviennent plus ciblées. Plutôt que de ratisser large et de voir ce qu’elles attrapent, les astronomes cherchent à trouver des types d’exoplanètes plus spécifiques. La sonde PLATO de l’ESA devrait détecter beaucoup plus d’exoplanètes rocheuses autour d’étoiles semblables au Soleil après son lancement en 2026.

L’ Observatoire des Mondes Habitables n’est pour l’instant qu’une proposition, mais il recherchera des exoplanètes habitables dans des zones habitables et contribuera également à l’enrichissement de la liste des exoplanètes. D’autres missions, comme CHEOPS et ARIEL, étudieront plus en détail les exoplanètes connues.

Le Saint Graal de la science des exoplanètes est leur habitabilité. L’habitabilité est un critère complexe, et seules quelques exoplanètes semblent pouvoir l’être. L’essentiel est de trouver des biosignatures, des composés chimiques spécifiques qui nous indiquent la présence de vie sur une planète.

Le JWST, avec sa spectrométrie atmosphérique infrarouge, commence tout juste à s’attaquer à ce problème et a déjà produit des résultats intéressants, bien que rien de concret pour l’instant.

Comme toute activité scientifique, la recherche d’exoplanètes a été stimulée par les progrès technologiques, et cette tendance se poursuivra. L’un des principaux obstacles à la recherche d’exoplanètes concerne les étoiles autour desquelles les planètes gravitent.

Les étoiles sont extraordinairement brillantes, et la présence d’une exoplanète relativement faible peut être totalement masquée par la lumière stellaire. C’est particulièrement vrai pour les chercheurs de planètes semblables à la Terre autour d’étoiles semblables au Soleil, comme l’Observatoire des Mondes Habitables (HWO) est conçu pour les détecter.

Le HWO aura besoin d’un coronographe puissant ou d’un pare-soleil pour fonctionner. Si un astronome lointain cherchait la Terre autour du Soleil, il aurait du mal à la détecter dans toute cette lumière stellaire. C’est précisément ce que les astronomes feront avec le HWO.

La Chine commence également à exploiter ses prouesses technologiques dans le domaine des exoplanètes. Son télescope spatial Earth 2.0 (ET), dont le lancement est prévu en 2028, passera quatre ans à la recherche de transits d’exoplanètes. Il s’agit de la première mission chinoise dédiée à la recherche d’exoplanètes, et elle se concentre sur les exoplanètes de la taille de la Terre.

Nous disposerons finalement d’une liste d’exoplanètes semblables à la Terre autour d’étoiles semblables au Soleil. Nous serons alors confrontés à une tâche encore plus ardue : déterminer si l’une de ces planètes abrite réellement la vie.

Adaptation Terra Projects

Source : https://www.sciencealert.com/

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