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51 Pegasi b, la « star » des exoplanètes fête ses vingt ans

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51 Pegasi b, la « star » des exoplanètes fête ses vingt ans

Le 6 octobre 1995, la revue Nature titrait : « Une planète dans Pégase ? ». Après une année de nuits d'observation avec le spectrographe ELODIE de l'observatoire de Haute-Provence (France), Michel Mayor et Didier Queloz, astrophysiciens de l’Observatoire de Genève, détectaient la première exoplanète qu’ils baptisèrent 51 Peg-b. Didier Queloz, aujourd’hui professeur au Cavendish Laboratory de l’université de Cambridge, revient sur cette découverte majeure de la conquête des « astres errants ».

 

L'exoplanète Corot-7b est proche de son étoile, ressemblant au Soleil, et doit endurer d'extrêmes conditions. Cette planète à une masse environ cinq fois plus grande que celle de la Terre et est en fait l'exoplanète qu'on connaît la plus proche de son étoile, qui fait d'elle également la plus rapide, elle orbite son étoile à une vitesse de plus de 750 000 kilomètres par heure. La probable température sur sa surface est au-dessus de 2000 degrés durant la journée mais de moins 200 degré la nuit. Des modèles théoriques suggèrent que la planète est peut être couverte de lave et d'océans bouillant. Notre artiste a produit une impression à quoi la planète pourrait ressembler si elle était couverte de lave. La planète soeur, Corot-7c, peut être vue dans la distance. © ESO/L. Calçada

 

Qu’est-ce qu’une exoplanète ?

Didier Queloz. Les exoplanètes sont en orbite autour d'une étoile autre que le Soleil. Avant 1995, des disques planétaires ou protoplanétaires avaient été observés. Plusieurs études décelaient même la signature indirecte d'exoplanètes ayant sculpté ces disques. Quelques planètes avaient aussi été détectées autour de pulsars (des étoiles à neutrons, vestiges de l'explosion d'étoiles massives), mais les planètes autour d'étoiles semblables au Soleil restaient cachées, tant et si bien que les astronomes commençaient à douter de leur existence.

 

51 Peg-b résonne comme un nom de code.

D. Q. 51 Pegasi est une étoile de la constellation de Pégase située à environ 48 années-lumière de la Terre. Cette étoile est considérée comme un autre soleil quoique qu'un peu plus vieille (7,5 milliards d'années) et près de 10% plus massive.

 

En observant 51 Pegasi avec une très grande résolution spectrale, nous avons pu mettre en évidence de très faibles oscillations de la position des raies spectrales. Nous avons montré que la vitesse de l’étoile variait avec une période de 4,2 jours (contre 11 ans pour Jupiter) et une amplitude de 70 mètres par seconde. Ce résultat fut interprété comme la conséquence de l’influence gravitationnelle d’une grosse planète en orbite autour de 51 Pegasi.

 

À partir de la période et de l’amplitude des variations, nous avons pu estimer la masse de la planète, environ la moitié de celle de Jupiter, et sa distance à l’étoile, environ 7,5 millions de kilomètres, soit seulement un vingtième de la séparation entre la Terre et le Soleil. Nous avons calculé la température moyenne de la planète, environ 1300 degrés, ce qui suggère que cette dernière est dépourvue d’atmosphère et partiellement ou complètement liquide.

 

Près de 2000 exoplanètes sont recensées à ce jour. Il y en a pour tous les goûts…

D. Q. D'autres spécimens ont rapidement été repérés. Les scientifiques ont depuis découvert des systèmes exoplanétaires comportant des « Neptune », des planètes de type super-Terres sans équivalent dans le système solaire, Corot-7b la première planète rocheuse extrasolaire surchauffée et couverte de lave, ainsi que des planètes sur des orbites inversées, probables conséquences d’importants chamboulements orbitaux qui ont marqué leurs histoires.

 

La découverte de 1995 a bouleversé quelques certitudes scientifiques.

D. Q. Outre l'espoir d'autres détections, 51 Pegasi b a apporté son lot de surprises : une position inhabituelle pour une planète dans une galaxie : elle est environ 100 fois plus proche de son étoile que ne l'est Jupiter du Soleil, soit un vingtième de la distance Terre-Soleil ; une masse égale à la moitié de celle de Jupiter, soit 150 fois celle de la Terre. Toutes ces caractéristiques ont conduit la communauté scientifique à revoir les scenarii de formation et d'évolution des systèmes planétaires et à replacer la question de la vie dans l’Univers au coeur des travaux de recherche.

 

La découverte de planètes en dehors de notre système solaire a ouvert de nouvelles perspectives à la science en général et à l’astrophysique en particulier. La diversité de ces autres mondes pose en effet la question de nos origines et de la chaîne de processus nécessaire à l'éclosion de la vie sur la Terre. Nous aurons la réponse dans…

Pour en savoir plus :

À voir : Les astres errantsNouvelle fenêtre, un film de Franck Schneider.



21/04/15