A quoi sert la recherche sur les exoplanètes ?

Atlantico : Deux nouvelles planètes ont été découvertes en dehors du système solaire. Elles ressembleraient à la Terre: que signifie cette découverte ? Comment les scientifiques en sont arrivés à ces conclusions ?

François Forget : Depuis plusieurs années plusieurs méthodes ont été développées pour détecter la présence de planètes. Parmi celle ci, la méthode utilisée par le télescope Spatial Kepler consiste à détecter la légère baisse de luminosité lorsque une planète passe devant son étoile vue de la Terre. On appelle cela un "transit". Pour cela il faut avoir la chance de voir le système par la tranche depuis la Terre. Il faut donc un peu de chance mais Kepler scrute depuis plusieurs années une même partie du ciel contenant plus de 150 000 étoiles. Kepler a détecté plus de 2000 planètes candidates, mais une fraction pourrait n'être des illusions dues à d'autres étoiles dans le champ. Lorsqu'il y a un système multiple ou lorsque l'on peut confirmer la présence de l'étoile avec une autre méthode ("vélocimétrie radiale", voir ci-dessous), la planète est confirmée, et c'est le cas des dernières planètes annoncées par la NASA. Cette méthode permet aussi d'estimer la taille des planètes, parfois leur masse, et la distance entre l'étoile et la planète (à partir de la durée de la révolution). A partir de ces informations, connaissant l'étoile on peut estimer si la planète a une chance d’être propice à l'eau liquide, la condition nécessaire pour la vie telle que nous la connaissons et telle que nous pouvons l'imaginer. Si elle est trop près de son étoile, l'eau ne peut être présente que sous forme de vapeur, et si elle est trop loin, sous forme de glace (tout au moins en surface). Pour une certaine gamme d'orbite ("la zone habitable"), on peut dire qu'il n'est pas impossible que de l'eau liquide (lacs, océans) soit présente à la surface. Mais attention, détecter des planètes de taille proche de la Terre et dans la zone habitable ne veut absolument pas dire que ces planètes sont réellement propice à la vie. Cela signifie simplement qu'il n'est pas impossible qu'il y ait de l'eau liquide en surface...

L’éloignement de ces planètes rend impossible une quelconque mission : du coup, à quoi peut bien servir cette découverte ?

En effet il faut au moins des centaines de milliers d'années pour rejoindre les étoiles les plus proches. Découvrir de telles étoiles qui ressemblent à la Terre (par leur taille et la quantité d'énergie stellaire qu'elles reçoivent) a deux grands intérêts. D'une part chaque découverte confirme peu à peu que les planètes de ce type sont communes et que une grande fraction d'étoiles dans notre galaxie possède ce type de planète. Nous n'en savions rien il y a quelques années, et cela nous dit que la probabilité de trouver des planètes propices à l'eau liquide en surface (et donc peut-être à la vie) est haute. Imaginez les conclusions si nous découvrions que les planètes comme la Terre sont exceptionnelles ! D'autre part, pour les planètes les plus proche du soleil (a quelques dizaines d'années-lumière), on peut envisager dans un avenir pas si lointain de détecter et caractériser la présence d'une atmosphère, sa composition, le climat, etc...

Comment sont découvertes ces planètes et de quels outils dispose-t-on pour en savoir un maximum ?

J'ai évoqué la méthode des transits ci-dessus. L'autre grande méthode "par vélocité radiale", consiste à détecter le fait qu'une planète fait légèrement osciller l'étoile en tournant autour (les anciens lycéens se souviendrons qu'en fait les planètes comme l'étoile tournent autour du centre de gravité commun de l'ensemble planètes + étoiles). Cette oscillation peut être décelée car le mouvement fait légèrement varier la couleur de l'étoile (ou plus exactement fait osciller la longueur d'onde des raies spectrales de l'étoiles) par "effet Doppler". Grâce à des spectromètres ultra-sophistiqués utilisés avec des télescopes, on peut à présent déceler la présence de planètes rocheuses (un peu plus grosse que la Terre) autour des petites étoiles. Il existe d'autre méthodes très astucieuses comme "les lentilles gravitationnelles" ou la détection directe, mais très peu de planètes ont encore été détecté par ce moyen.

Pour les planètes que l'on peut observer passer devant leur étoile (en transit), il est possible de détecter la signature de leur atmosphère dans le changement du spectre de l'ensemble étoile +¨planète, et même montrer la présence de certains composés chimique. Cette méthode a déjà été utilisée avec des exoplanètes géantes, plus facile à observer. Dans une dizaine d'années, de nouveaux télescopes spatiaux pourraient parvenir à le faire sur des planètes rocheuses dotées d'une atmosphère.

De la vie ailleurs que sur Terre est une perspective qui passionne les hommes : une telle découverte est-elle envisageable un jour ?

C'est envisageable car on peut imaginer être capable de détecter les changements que la vie génère dans l'atmosphère ou à la surface d'une planète. Par exemple sur Terre, l'oxygène de l'atmosphère a été créé par la vie (photosynthèse). L'oxygène ne pourrait pas être là si la vie n'était pas là, car elle est très instable chimiquement. Si on détecte une planète avec autant d'oxygène, puis d'autres indices convergents (on appelle cela des "biosignatures"), alors peu à peu on pourrait se convaincre que cette planète abrite la vie. Il n'est même pas impossible que l'on puisse détecter les émissions d'ondes radios d'une autre civilisation ! Mais même en supposant que d'autres planètes ont peu évoluer jusqu'à ce stade, si on se réfère à la Terre, la probabilité qu'une autre civilisation nous soit contemporaine est faible. Si l'oxygène est détectable depuis des centaines de millions d'années, nous n'émettons des ondes radios que depuis quelques dizaines d'années.