Méthodes de détection

Rechercher une planète dans l'Univers, au milieu des étoiles, c'est un peu comme tenter de voir la flamme d'une bougie à côté d'un phare allumé depuis plus de 100 km…

Pas d'image directe

Pour une étoile et une exoJupiter à 5 UA (5 fois la distance Terre/Soleil), l'étoile envoie en moyenne un flux de lumière 5 milliards de fois plus important que la planète dont la luminosité est impossible à détecter dans le visible et très délicat dans l'infrarouge.Du moins aujourd'hui. Impossible, donc, de détecter les exoplanètes de façon directe. Alors ?

Perturbations planétaires

Lorsqu'une planète passe devant son étoile, la luminosité de celle-ci diminue. De cette manière, on peut détecter des exoplanètes.

On observe très précisément le mouvement d'une étoile, et on recherche les variations régulières induites par la présence d'une planète en orbite. La méthode astrométrique consiste à mesurer le déplacement de l'étoile par rapport au centre de gravité du système planète-étoile.

L'observation de transits (une planète passe devant son étoile et en fait baisser la luminosité) et le chronométrage des pulsars (leur période varie si un objet se trouve dans leur entourage) ont également permis de trouver des exoplanètes.

Effet doppler

Une technique très efficace est la vélocimétrie doppler : elle utilise le même principe que le doppler médical, mais avec des ondes lumineuses et non sonores. Cette méthode mesure les mouvements de l'étoile induits par les va et vient du centre de gravité du système étoile-planète. Par exemple, le Soleil est animé d'un mouvement périodique de 12,5 m/s à cause de Jupiter. Ce mouvement de l'étoile est détecté grâce à l'effet Doppler : les longueurs d'onde du spectre lumineux émis par l'astre se décalent vers le rouge quand l'étoile s'éloigne, vers le bleu quand elle se rapproche.

Principe de la vélocimétrie Doppler. Plus un corps se rapproche, plus la lumière qu'il émet se décale vers le bleu ; plus il s'éloigne, plus sa lumière tire vers le rouge. En détectant le mouvement périodique d'une étoile, on peut en déduire la présence d'une planète proche.

Une application de la relativité : déviation de la lumière

Enfin, dernière méthode : celle des microlentilles gravitationnelles. Trois expériences sont en cours Planet, Moa et Ogle. Pour détecter des planètes avec cette technique, on utilise les étoiles comme des "lentilles" : elles dévient la lumière et la font converger, exactement comme des verres de lunette ! Au point de convergence arrive donc beaucoup de lumière : pratique pour détecter des objets peu lumineux. Pour le moment, 4 planètes ont été détectées selon cette technique.

La limitation des moyens de détection et d'analyse étant le facteur limitant dans l'étude des planètes extrasolaires, pas étonnant qu'une myriade de projets soient en cours…