A la rencontre des planètes extrasolaires…

Deux astrophysiciens de l’observatoire de Sauverny en Suisse ont reçu le prix Nobel de physique 2019 pour leur découverte de la première exoplanète. Pourquoi vouloir étudier ces planètes et que peuvent-elles bien nous apprendre ? Faisons un tour dans l’espace pour en savoir plus.

Kepler 1649c

Représentation d'artiste de la surface de Kepler-1649c. Cette exoplanète découverte en 2020 serait dans la zone habitable de son étoile (Kepler-1649) mais on ne connaît pas la composition de son atmosphère. (Image: NASA)

Comment l’univers s’est formé

L’univers est un objet d’étude fascinant et inépuisable car il représente l’infini, l’immensément grand, et possède de nombreuses caractéristiques encore très peu connues à ce jour.

Galaxie NGC 5866

Vue, de côté, de la galaxie NGC 5866 qui est à 44 millions d'années-lumière de la Terre. Elle a été prise par le télescope spatial Spitzer. (Image: NASA)

Dans l’Univers, des zones spatiales sont dites « vides », c’est-à-dire qu’il n’y a aucune matière à certains endroits. On trouve aussi des étoiles, du gaz, des roches et des poussières qui forment la matière. Toute cette matière est organisée en galaxies. La galaxie où se trouve notre système solaire est la Voie lactée.
A partir du XXe siècle, les scientifiques ont commencé à observer un éloignement des galaxies entre elles et ont découvert que l’univers était en constante expansion. Ainsi, ils ont pensé que si toute cette masse de matière s’étendait, c’est qu’à un moment elle avait dû être plus petite, et peut-être même ressembler à un minuscule point. La théorie du « Big bang » a été proposée: il y aurait eu une gigantesque explosion de matière il y a environ 13,7 milliards d’années, qui aurait en quelque sorte créé l’Univers.

Comment nous retrouver dans cet infiniment grand ?

Nébuleuse de l’Araignée

La nébuleuse de l’Araignée est un nuage de gaz d’hydrogène et d’hélium. (Image: NASA)

Le système solaire fait partie de cet univers en expansion. C’est une infime partie de l’Univers. Huit planètes, dont la Terre, tournent autour d’une étoile que nous connaissons bien : le Soleil. Le système solaire est jeune par rapport à l’Univers parce qu’il s’est formé il y a seulement 4,5 milliards d’années, à partir d’une nébuleuse primitive (un gros nuage de gaz d’hydrogène et d’hélium) et de poussières. Ce nuage s’est mis à tourner sur lui-même sous l’effet de la gravitation. En tournant, les matériaux se sont condensés et échauffés en s’effondrant sur eux-mêmes jusqu’à enclencher des réactions nucléaires. Au milieu, la pression et la température étaient si élevées que ces réactions ont permis de libérer une énergie incroyable, donnant naissance à une étoile brillante, notre Soleil. Les poussières lourdes, restées proches du Soleil, se sont ensuite condensées pour former les premières planètes du système solaire: les planètes telluriques, denses, rocheuses, de taille moyenne : Mercure, Vénus, la Terre et Mars. Les gaz soufflés par les vents solaires se sont retrouvés plus loin du Soleil et ont donné naissance aux planètes gazeuses, des planètes qui tournent rapidement sur elles-mêmes, peu denses et avec des atmosphères épaisses: Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune.

L’incroyable quête des exoplanètes…

Kepler-1649c

La taille de l'exoplanète Kepler-1649 est très proche de celle de la Terre. (Image: NASA)

Après s’être intéressé au système solaire dans un premier temps, l’Homme s’est penché sur la recherche d’autres systèmes planétaires possibles, des planètes tournant autour d’autres étoiles que notre Soleil, dans la Voie lactée ou dans d’autres galaxies. C’est ainsi qu’a commencé la recherche des exoplanètes… L’étude de ces planètes permettrait de découvrir une planète comme la Terre, candidate pour abriter la vie. Une telle planète tourne autour d’une étoile semblable au Soleil et doit se situer dans la zone habitable de cette étoile - ni trop proche, où il fait trop chaud, ni trop loin, où il fait trop froid. On sait qu’environ 200 milliards d’étoiles existent rien que dans notre galaxie donc il peut exister tout autant de systèmes planétaires !

Quelles sont les particularités de notre planète Terre ?

Il y a plus de 2000 ans, des philosophes comme Epicure par exemple, se posaient déjà la question d’une possible vie ailleurs que sur Terre. Pour qu’une planète abrite la vie, telle qu’on la connaît, elle doit répondre à plusieurs critères :

  • posséder une surface solide
  • avoir une atmosphère particulière, avec une grande quantité d’oxygène, l’élément qui signe la présence de la vie.
  • avoir une atmosphère qui lui permette de maintenir une pression et une température telles que l’eau puisse exister sous forme liquide.
  • avoir un champ magnétique puissant pour dévier les vents solaires qui émettent des flux de particules dangereuses pour la vie.

En résumé, la planète doit donc être rocheuse, proche mais pas trop de son étoile (qui doit être semblable à notre Soleil), elle doit avoir une grande quantité d’eau liquide à sa surface, beaucoup d’oxygène dans son atmosphère et un champ magnétique efficace contre les vents stellaires.
Toutes ces conditions, si difficiles à réunir, pourraient en partie être détectées dans le spectre (lumière émise par l’étoile) de l’étoile observée.

Seuls dans l’Univers ?

Tout cela nous mène finalement à nous poser une question essentielle : sommes-nous les seuls êtres vivants dans notre galaxie et même dans l’Univers ? Quelle est notre place dans cet infini ? Notre planète bleue serait-elle un petit cocktail de vie unique ?

Pour en savoir plus sur les méthodes d’observation de ces planètes, jette un coup d’œil à l’article « En quête d’exoplanètes »


Texte: Rédaction SimplyScience.ch

Sources: « Exoplanète » Vikidia, l’encyclopédie, « C’est pas sorcier : les exoplanètes »Dossier grand format « À la découverte des exoplanètes » RTS 

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