La recherche d’une autre Terre : Exploration de planètes habitables dans la galaxie

Dans l’immensité du cosmos, l’humanité a de tous temps (des premiers hommes à aujourd’hui) regardé vers les étoiles avec émerveillement et curiosité, une envie insatiable de comprendre notre place dans l’univers. Une question qui résonne depuis des temps immémoriaux : sommes-nous seul(e)s ? Cette question a stimulé l’exploration de planètes habitables dans notre galaxie, la Voie lactée. Mais comment cherchons-nous ces planètes, et que signifie réellement « habitable » ?

Qu’est-ce qu’une planète habitable ?

Habitable ne signifie pas nécessairement habité(e). En termes d’exoplanétologie (qui est l’étude des planètes hors de notre système solaire, un mot à connaître en culture générale^^) une planète habitable est une planète qui pourrait potentiellement soutenir la vie telle que nous la connaissons. Ce qui signifie principalement une planète avec des conditions propices à l’existence d’eau liquide à la surface, une atmosphère stable, et une taille et une masse comparables à celles de la Terre.

Ces critères se basent largement sur ce que nous connaissons de la vie sur Terre, qui est notre seule référence pour le moment. Néanmoins, cette définition de « habitabilité » est sujette à évolution, car nous continuons à découvrir et à comprendre la diversité et la résilience de la vie sur notre propre planète, y compris dans des conditions extrêmes.

La méthode de détection des exoplanètes

Les exoplanètes sont généralement incroyablement difficiles à détecter directement en raison de leur petite taille et de leur proximité avec leur étoile hôte. Cependant, les scientifiques ont mis au point plusieurs méthodes indirectes pour découvrir ces mondes lointains.

L’une des méthodes les plus courantes est la méthode des transits. Lorsqu’une planète passe devant son étoile, elle cause une légère diminution de la lumière de l’étoile, détectable par des instruments sensibles comme le télescope spatial Kepler de la NASA ou le satellite TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite). En mesurant la périodicité et l’ampleur de ces diminutions de lumière, les scientifiques peuvent déduire la taille de la planète, son orbite, et parfois même obtenir des informations sur son atmosphère.

Il existe une autre technique couramment utilisée qui est la méthode des vitesses radiales, celle-ci mesure les minuscules mouvements de l’étoile causés par la gravité de la planète en orbite. Ces mouvements entraînent un léger décalage de la lumière de l’étoile, permettant aux chercheurs de déduire la présence et la masse de la planète. Explications ci-dessous.

Petit zoom sur la méthode des vitesses radiales

Cette méthode des vitesses radiales, également connue sous le nom de détection de vitesse radiale ou de spectroscopie Doppler, est une technique utilisée pour détecter et mesurer la vitesse à laquelle des objets dans l’espace se déplacent vers nous (rapprochement) ou s’éloignent de nous (éloignement). C’est une technique clé dans la recherche d’exoplanètes.

Le principe de la méthode expliqué

La méthode des vitesses radiales est basée sur l’effet Doppler-Fizeau, qui est un changement dans la fréquence d’une onde en relation avec un observateur qui se déplace par rapport à la source de l’onde. Dans le cas de la lumière émise par une étoile, ce phénomène se traduit par un décalage vers le rouge lorsque l’étoile s’éloigne de nous (ce qui augmente la longueur d’onde de la lumière) et un décalage vers le bleu lorsque l’étoile se rapproche de nous (ce qui diminue la longueur d’onde).

La possible détection d’exoplanètes avec la méthode

Bien que les planètes orbitant autour d’une étoile soient souvent bien trop petites pour être observées directement depuis la Terre, leur influence gravitationnelle sur l’étoile peut être détectée. Une planète en orbite autour d’une étoile cause un petit mouvement de l’étoile. Ce n’est pas tant que la planète tourne autour de l’étoile, mais plutôt que la planète et l’étoile tournent autour de leur centre de masse commun. Pour une étoile de la taille du Soleil avec une planète de la taille de Jupiter, ce mouvement serait d’environ 12 mètres par seconde.

Et en observant attentivement l’étoile sur une période de temps, les astronomes chevronnés peuvent mesurer ce mouvement en utilisant l’effet Doppler. Lorsque l’étoile se rapproche de nous, ses lignes spectrales se décalent légèrement vers le bleu ; lorsque l’étoile s’éloigne, les lignes spectrales se décalent vers le rouge. En mesurant la quantité de ce décalage, les astronomes peuvent déterminer la vitesse à laquelle l’étoile se rapproche et s’éloigne de nous, et donc déduire la présence d’une planète.

Bon  savoir : La méthode des vitesses radiales a été utilisée pour découvrir des centaines d’exoplanètes depuis la fin des années 1980, et elle reste un outil précieux dans la quête de la découverte de nouveaux mondes.

Où en sommes-nous dans notre recherche ?

Au moment de la rédaction de cet article, plus de 4 000 exoplanètes ont été confirmées (!), dont un certain nombre se trouvent dans ce que l’on appelle la « zone habitable », la région autour d’une étoile où les conditions pourraient être justes pour que l’eau liquide existe à la surface d’une planète. Cependant, la distance à ces planètes signifie que la confirmation de leur habitabilité est un défi de taille.

L’avenir s’annonce cependant prometteur car les avancées technologiques, telles que les télescopes de la prochaine génération (comme le télescope spatial James Webb) nous donneront une vision plus claire de ces mondes lointains. Les spectromètres améliorés nous aideront à analyser les atmosphères des exoplanètes, à la recherche de « biosignatures » potentielles, des signes chimiques de la vie.

Pour conclure ce petit sujet

Bien entendu, la recherche de planètes habitables dans la Voie lactée est une entreprise passionnante qui repousse constamment les frontières de notre connaissance. Chaque nouvelle découverte nous rapproche de la réponse à la question que nous nous posons depuis que nous avons levé les yeux vers les étoiles : sommes-nous seuls dans l’univers ? Alors que notre technologie continue de s’améliorer, nous nous rapprochons de plus en plus de la possibilité de trouver une réponse. Jusqu’à ce jour, nous continuerons à scruter les cieux, curieux et plein d’espoir.

R.C.