Comment détecter les exoplanètes ?

Définition :  C'est un corps situé au dehors de notre système solaire, en orbite autour d'une étoile dont elle réfléchit la lumière. Issu de "exô", en grec, qui signifie " au dehors".

 

Les astronomes utilisent quatre techniques pour détecter la présence d'exoplanètes. Car voir une planète à côté de son étoile revient à distinguer depuis Paris un ver luisant tout à côté d'un phare situé à Marseille.

 

La première technique utilisée est la vélocimétrie :

Le principe de cette technique est fondé sur la détection des mouvements d'une étoile. En effet, une planète et son soleil agissent l'un sur l'autre à cause des forces de gravitation. Entraînée par sa planète, l'étoile tourne autour d'un point, le centre de gravité du système. Ce mouvement est détectable grâce à l'effet Doopler. Il existe aussi sur Terre, son principe plus un objet emmettant un son est proche, plus le son est aigu et plus il est loin plus le son est grave. Car les ondes sonores se sont contractées (son plus aigu) puis dilatées (son plus grave). De la même façon, les ondes lumineuses émisent par l'étoile se contractent en s'approchant de nous et se dilatent en s'éloignant. L'étoile, lors de son mouvement, change donc d'aspect : quand elle se rapproche, elle bleuit. Tandis que lorsqu'elle s'éloigne, elle rougit. Cela suffit pour déduire qu'une planète lui tourne autour. Bien que cette méthode, la plus ancienne, soit la plus comprise ; elle n'est pas assez précise pour détecter les petites planètes comme la Terre.

 

 

La seconde technique utilisée est la méthode des transits :

 

Son principe revient à détecter une éclipse. En effet, si nous sommes placés dans le plan contenant l'étoile et sa planète, nous assistons au passage de la planète entre son étoile et nous. La baisse de luminosité au moment du passage d'une grosse planète comme Jupiter (142 984Km de diamètre) est de l'ordre de 1%.Et si l'on veux détecter une planète de type Terre (12 756,28 km de diamètre), c'est 0,01% ! Le télescope Corot lancé en fin 2006 par l'Agence spatiale européenne a une précision suffisante pour détecter des planètes d'une taille voisine de celle de la Terre, dans un rayon de 6 000 années lumières. Il passera au crible 60 000 étoiles. Mais même si la taille de l'ombre donne directement la taille de la planète si cette dernière met des années à faire le tour de l'étoile, il est quasiment impossible d'observer l'éclipse. De plus cette méthode donne le diamètre de la planète, mais pas sa masse.

 

 

La troisième technique consiste à utiliser la lentille gravitationnelle :

 

Une étoile brille plus fort que d'habitude → cela peut révéler la présence d'une exoplanète autour d'une autre étoile. En effet, la lumière d'une étoile lointaine vue depuis la Terre est faible, car diluée dans l'espace. Mais la présence d'une étoile entre l'astre lointain et la Terre permet de concentrer les rayons lumineux. L'étoile lointaine paraît ainsi plus brillante. Et si une planète tourne autour de l'étoile proche, alors elle aussi concentre les rayons issus de l'étoile lointaine lorsquelle s'aligne avec cette dernière. L'éclat de l'étoile lointaine augmente donc brièvement deux fois : d'abords lorsqu'elle passe dans "la ligne de visée" de l'étoile proche, puis dans celle de l'exoplanète. Cette méthode a permis de découvrir la plus petite exoplanète (OGLE-2005-BLG-390Lb). Cependant bien que cette technique soit la plus sensible depuis le sol et qu'elle permette de détecter des planètes très éloignées de leur étoile, l'alignement entre l'étoile lointaine, l'étoile proche, la planète et l'observateur est très brève. Il faut être là au bon moment et observer des millions d'étoiles.

 

 

Enfin la quatrième technique utilisée est l'interférométrie :

 

Pour voir une exoplanète il faut "éteindre" son étoile. Si vous placés placés deux téléscopes en deux endroits différents, ils récoltent chacun de leur côté la lumière de l'étoile. En recombinant les deux faisceaux de lumière, on éteint l'étoile. En effet, la lumière se comporte comme une onde. Comme les télescopes ne sont pas situés au même endroit, ils reçoivent l'onde lumineuse avec un léger décalage l'un par rapport à l'autre. Si l'on choisis bien le décalage les ondulations s'annulent mutuellement. D'où l'extinction de l'étoile. Toujours en jouant sur ce décalage, les astronomes peuvent ensuite accroître la luminosité de la planète. Ainsi, non seulement l'étoile sera invisible, mais la luminosité de la planète sera amplifiée. Cependant même si l'on pourrait voir la planète en vrai et que l'on pourrait analyser son atmosphère, on ne sait pas encore si ça marche car le premier décollage des satellites est prévu en 2025.

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