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Comment détecte-t-on les exoplanètes?

Par Marine Corniou et Mélissa Guillemette - 12/04/2018
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Comment les astronomes détectent-ils les exoplanètes, ces planètes qui orbitent autour d'étoiles lointaines?

Les techniques habituellement utilisées pour détecter les planètes extrasolaires ne permettent que de déduire leur existence. La plus utilisée d’entre elles, la mesure
de la vitesse radiale ou vélocimétrie
, consiste à repérer les perturbations du mouvement de l’étoile dues au passage d’une planète à proximité. « Contrairement à ce qu’on croit souvent, les étoiles ne sont pas tout à fait immobiles, précisait David Lafrenière, de l’Université de Montréal, dans un reportage en 2012. Tout comme l’étoile exerce une force d’attraction sur la planète qui gravite autour d’elle, cette dernière produit une force sur l’étoile, qui lui fait faire un petit mouvement de va-et-vient que l’on peut déceler ».

Le spectropolarimètre SPIRou, par exemple, installé au télescope Canada-France-Hawaii depuis 2018, est l'un des instruments de pointe pour mesurer les raies spectrales (la lumière émise dans les différentes longueurs d'ondes) et la vitesse radiale, avec une précision de 1m/s.

Autre technique : la méthode du transit, c’est-à-dire l’observation de la planète lorsqu’elle passe devant son étoile, dans l’axe de la Terre lors de son orbite. Le transit de la planète n’est pas observable directement : ce qui est visible, en revanche, c’est la légère baisse de luminosité de l’étoile due au passage de la planète. Le satellite TESS, lancé en avril 2018, scrutera 85% du ciel à la recherche de planètes en transit.

Plus rarement, certaines exoplanètes font l'objet d'une observation directe, comme nous l'expliquions ici.

Comment étudier une planète à la recherche de vie?

Pour tenter de savoir si une planète abrite des formes de vie, les chercheurs utilisent la spectroscopie. En effet, en traversant l’atmosphère, la lumière émise par l’étoile est modifiée par les différents éléments chimiques qu’elle rencontre. En décomposant cette lumière (ou le rayonnement infrarouge) par spectroscopie, on peut par exemple savoir si l’atmosphère en question contient de l’eau ou du méthane.

«Quand une planète “transite”, la lumière de l’étoile passe à travers l’atmosphère de la planète; elle est donc filtrée, nous explique Nicolas Cowan, professeur adjoint au département de physique et au département des sciences de la Terre et des planètes de l'Université McGill. On peut voir l’empreinte de certaines molécules: le méthane, le dioxyde de carbone, l’eau – n’importe quel gaz qui cause l’effet de serre sur la Terre, en fait. Si on trouve une combinaison de gaz étrange, ce pourrait être un signe de vie.»


Image: satellite Kepler (NASA)
 





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