Exoplanètes

Qu'est-ce qu'une exoplanète ?

Une exoplanète, ou planète extrasolaire, est une planète qui tourne autour d'une autre étoile que le Soleil. Pendant des siècles, on a supposé qu'elles existaient, mais elles sont si faibles et si proches de leurs étoiles brillantes qu'en trouver une semblait presque impossible.

Aujourd'hui, nous savons que les planètes sont courantes. Les études suggèrent que la plupart des étoiles de la Voie lactée en possèdent au moins une, ce qui signifie que notre galaxie abrite probablement des centaines de milliards de planètes.

Les premières découvertes

En 1992, les radioastronomes Aleksander Wolszczan et Dale Frail ont trouvé des planètes autour d'un pulsar, le cœur en rotation d'une étoile qui a explosé. De minuscules variations dans les impulsions radio très régulières du pulsar les ont trahies.

En 1995, Michel Mayor et Didier Queloz ont annoncé 51 Pegasi b, la première planète découverte autour d'une étoile semblable au Soleil. Ce fut un choc : une géante gazeuse d'environ la moitié de la masse de Jupiter, qui fait le tour de son étoile en un peu plus de quatre jours.

Les planètes de ce genre ont été baptisées Jupiter chauds, et elles ont montré que d'autres systèmes planétaires peuvent être très différents du nôtre. Mayor et Queloz ont partagé le prix Nobel de physique 2019 pour cette découverte.

Comment on les trouve

La méthode des transits : quand une planète passe devant son étoile vue depuis la Terre, l'étoile faiblit très légèrement. La baisse d'éclat indique la taille de la planète, et la répétition des creux donne la durée de son année. Cette méthode a trouvé la majorité des exoplanètes connues.

La méthode des vitesses radiales : la gravité d'une planète fait légèrement osciller son étoile. Cette oscillation décale la lumière de l'étoile vers le bleu puis vers le rouge, selon qu'elle se rapproche ou s'éloigne de nous. L'ampleur de l'oscillation révèle la masse minimale de la planète.

L'imagerie directe : en masquant l'éclat de l'étoile avec des instruments spéciaux, les télescopes peuvent photographier directement certaines planètes. Cela marche le mieux pour des planètes grandes, jeunes, chaudes et éloignées de leur étoile.

D'autres techniques existent, comme les microlentilles gravitationnelles, où une planète courbe et amplifie brièvement la lumière d'une étoile plus lointaine, et le chronométrage précis, comme pour les planètes du pulsar.

Combien y en a-t-il ?

En 2026, la NASA Exoplanet Archive recense plus de 6 400 exoplanètes confirmées ; le compteur a franchi le cap des 6 000 en septembre 2025. Des milliers d'autres candidates sont encore en cours de vérification.

Elles sont de toutes sortes : géantes gazeuses, géantes de glaces comme Neptune, mondes rocheux, et super-Terres et mini-Neptunes, d'une taille intermédiaire absente de notre propre Système solaire. Ces planètes intermédiaires semblent compter parmi les types les plus courants de la galaxie.

La zone habitable et TRAPPIST-1

La zone habitable est la bande d'orbites autour d'une étoile où une planète rocheuse pourrait, en principe, garder de l'eau liquide à sa surface. Trop près, l'eau s'évapore ; trop loin, elle gèle. Être dans cette zone ne garantit ni l'eau ni la vie ; l'atmosphère compte énormément.

TRAPPIST-1 est une petite naine rouge froide, à environ 40 années-lumière, entourée de sept planètes à peu près de la taille de la Terre, qui tournent toutes plus près de leur étoile que Mercure du Soleil. Trois ou quatre d'entre elles se trouvent dans la zone habitable ou à proximité.

Comme les naines rouges sont peu lumineuses, leurs zones habitables sont étroites. Elles produisent aussi souvent des éruptions, qui pourraient arracher l'air de leurs planètes. Les mesures de JWST suggèrent pour l'instant que les planètes les plus internes de TRAPPIST-1 n'ont que peu ou pas d'atmosphère épaisse, et l'étude des autres se poursuit.

Les missions

Le télescope Kepler de la NASA (2009–2018) a fixé une même portion du ciel et trouvé plus de 2 600 planètes confirmées par la méthode des transits. Il a montré que les petites planètes sont courantes.

TESS, lancé en 2018, surveille presque tout le ciel en se concentrant sur des étoiles brillantes et proches. Ses planètes sont plus faciles à étudier en détail depuis le sol et depuis l'espace.

Le télescope spatial James Webb étudie les atmosphères d'exoplanètes. Lors d'un transit, un peu de lumière de l'étoile traverse l'air de la planète, et les couleurs absorbées révèlent des gaz comme la vapeur d'eau, le dioxyde de carbone et le méthane. De futures missions visent à photographier directement des planètes semblables à la Terre.