planètenom féminin(bas latin planeta, du grec planêtês, errant

IntroductionÀ la différence d'une étoile, une planète n'émet pas de rayonnement propre et ne brille que parce qu'elle réfléchit la lumière reçue de l'étoile autour de laquelle elle gravite (le Soleil, dans le Système solaire). Il existe des planètes dans notre Système solaire, mais aussi dans d'autres systèmes planétaires de la Voie lactée ou d'autres galaxies. Les planètes situées à l'extérieur du Système solaire sont appelées planètes extrasolaires ou exoplanètes.La définition officielle de l'UAI (2006)Selon la définition adoptée en 2006, à Prague, par l'Union astronomique internationale (UAI), on distingue à présent autour du Soleil huit planètes, qui sont, de la plus proche de l'étoile à la plus éloignée : Mercure, Vénus, la Terre, Mars, Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune. Cinq d'entre elles sont visibles à l'œil nu dans le ciel et ont été observées dès l'Antiquité : Mercure, Vénus, Mars, Jupiter et Saturne. À ces planètes s'ajoutent des planètes naines (parmi lesquelles se range désormais Pluton) et une multitude de petits corps de forme irrégulière (astéroïdes, comètes, etc.).Après que Nicolas Copernic, au XVIe s., se fut fait le défenseur de l'héliocentrisme, les lois du mouvement des planètes autour du Soleil ont été découvertes expérimentalement au XVIIe s. par Johannes Kepler avant d'apparaître comme une conséquence directe du principe de l'attraction universelle énoncé par Isaac Newton en 1687.Les planètes du Système solairePlanète naine, Pluton échappe à cette classification et s'apparente aux objets glacés situés à de très grandes distances du Soleil (entre 30 et 50 unités astronomiques), dans la ceinture de Kuiper.Hormis Mercure et Vénus, toutes les planètes du système solaire sont accompagnées d'au moins un satellite naturel.Les planètes extrasolaires ou exoplanètesÉpicure, au IIIe s. avant J.-C., semble avoir été le premier à soulever la question de l'existence éventuelle de planètes autour d'autres étoiles que le Soleil. La théorie actuelle de la formation des planètes (à partir d'une nébuleuse de gaz et de poussières en rotation, qui s'aplatit progressivement en un disque dans lequel des condensations localisées de matière engendrent de petits corps solides [planétésimaux] grossissant ensuite par accrétion) donne à penser que de très nombreuses étoiles sont susceptibles d'être entourées de planètes. Cette hypothèse est confortée, depuis 1992, par la découverte de nombreuses planètes tournant autour d'autres étoiles que le Soleil (exoplanètes ou planètes extrasolaires), dans un rayon de quelques dizaines d'années-lumière seulement. La détection de telles planètes fait appel à différentes techniques, dont certaines sont très délicates à mettre en œuvre.Les techniques de détection des exoplanètesLa détection directeL'idée la plus simple consiste à tenter d'obtenir une image de l'astre recherché. Malheureusement, cette technique se heurte aux phénomènes de diffraction de la lumière et de turbulences de l'atmosphère, qui produisent un halo lumineux masquant la planète. On peut s'affranchir de ces perturbations en corrigeant l'optique du télescope par des déformations contrôlées des miroirs (optique adaptative) ou en tirant parti du phénomène d'interférences (interférométrie des tavelures), néanmoins, rares sont les exoplanètes détectées par imagerie directe.La détection indirecte– LES PERTURBATIONS DU MOUVEMENT D'UNE ÉTOILELa méthode de détection la plus utilisée – et de loin la plus productive aujourd'hui – se fonde sur la recherche de très légères perturbations dans le mouvement d'une étoile. Lorsqu'une planète tourne autour d'une étoile, ce sont en fait les deux astres qui tournent autour du centre de gravité du système. À défaut de voir la planète, on peut déceler un petit mouvement circulaire de l'étoile, par la variation de la vitesse, de la position dans le ciel ou de la distance de l'étoile. Cela exige toutefois des mesures extrêmement fines.La vitesse de l'étoile induite par la présence d'une planète a une amplitude qui dépend des paramètres du système : plus la planète est massive et proche de l'étoile, plus la vitesse de celle-ci est grande. Grâce au suivi systématique de la vitesse radiale (vitesse mesurée dans la direction de visée) de nombreuses étoiles, cette méthode a déjà permis, depuis 1995, la découverte de plus de 130 exoplanètes.On peut aussi déceler la présence de planètes autour d'une étoile par la perturbation qu'elles provoquent dans la distance de l'étoile à l'observateur. Supposons qu'il y ait sur l'étoile une horloge précise et stable qui émette des signaux dans l'espace. Comme ces signaux ne se propagent pas instantanément, mais à une vitesse finie, un observateur terrestre les recevra périodiquement avec un certain retard, proportionnel à la distance parcourue par le signal, qui varie selon la position de la planète sur son orbite. Les impulsions de rayonnement très régulières que l'on reçoit des pulsars peuvent jouer ce rôle d'horloge : ainsi dénombre-t-on en 2008, sept planètes autour de pulsars.– LES OCCULTATIONSSupposons maintenant que l'orbite de la planète autour de son étoile soit telle que l'observateur terrestre la voie « par la tranche » ; à chaque tour sur sa trajectoire, la planète passe devant son étoile. Comme elle est sombre, elle obscurcit alors légèrement l'étoile. Cette très légère baisse de luminosité dure quelques heures. Simple dans son principe, cette technique est difficile à mettre en œuvre car la probabilité de voir l'orbite par la tranche est faible. Il faut suivre de façon continue pendant plusieurs mois l'éclat de plusieurs milliers d'étoiles au moins. Le satellite français Corot, qui a été lancé en 2006, utilise cette méthode et a déjà détecté plusieurs exoplanètes.Une exoplanète, HD209458b (ou Osiris), a été détectée à la fois par l'étude de la vitesse radiale (qui renseigne sur la masse) et par la méthode des occultations (qui renseigne sur la taille) ; on a ainsi la preuve qu'il s'agit bien d'une planète géante gazeuse. L'occultation d'une étoile par son exoplanète est une situation très favorable pour détecter dans le spectre de l'étoile, pendant l'occultation, d'éventuelles signatures de l'atmosphère de la planète. C'est ainsi qu'a été détectée une atmosphère de sodium, d'hydrogène, de carbone et d'oxygène autour de l'exoplanète HD209458b.– L'AMPLIFICATION GRAVITATIONNELLEPar suite d'un phénomène prévu par la théorie de la relativité générale, si un objet de forte masse (appelée lentille), visible ou non, passe, dans son mouvement sur la sphère céleste, près de la ligne de visée d'une étoile lointaine (appelée source), il se produit une amplification de l'éclat observé de la source, jusqu'à 100 fois environ selon les configurations. Avec une planète dans le rôle de lentille, les amplifications maximales les plus probables vont de quelques pourcents (pour une « Terre ») à quelques dizaines de pourcents (pour des planètes géantes). Il faut donc mesurer en permanence l'éclat de la source pendant de nombreux mois pour espérer détecter le signal planétaire. De tels suivis d'étoiles du centre de la Galaxie ont été réalisés, sans résultat pour l'instant.– LES ÉMISSIONS D'ONDES RADIOUne dernière technique de détection de planètes extrasolaires consiste à tenter de capter les ondes radio, de longueurs d'onde décamétriques, pouvant être émises par ces planètes si elles sont dotées d'un fort champ magnétique ; mais là on ne peut prévoir l'amplitude du signal à détecter. Ce n'est que lorsqu'on disposera d'une base d'observation astronomique sur la face arrière de la Lune (donc à l'abri de tout rayonnement parasite venant de la Terre) que cette méthode offrira le maximum de chances de succès.D'autres Terres ?Les premières exoplanètes découvertes ont été des planètes géantes gazeuses, mais qui, à la différence de celles du Système solaire, gravitent très près de leur étoile (périodes de révolution de quelques jours), d'où leur nom de « Jupiters chauds ». Dans le cas de HD209458b, un phénomène d'évaporation de sa haute atmosphère a même été mis en évidence. Avec les progrès instrumentaux, on découvre maintenant des exoplanètes ayant des périodes de l'ordre de la dizaine d'années (comparable à celle de Jupiter) et des exoplanètes de plus en plus petites, telle que Gliese 581 c, découverte en 2007, située à une distance de 20,5 années-lumière, dans la constellation de la Balance, et dont le diamètre ne représenterait que 1,5 fois celui de la Terre, pour une masse environ 5 fois supérieure. Dans le futur, des engins spatiaux seront capables d'obtenir l'image et le spectre de nombreuses exoplanètes telluriques, et peut-être d'y détecter des signatures de la vie.

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