Comment détecter les exoplanètes ?

Les exoplanètes étant en général situées à plusieurs années-lumières de notre système solaire, il est très difficile de les observer. Il existe cependant divers moyens de les détecter, dont voici les principaux.

Observation directe

2m1207.jpgL’observation directe d’une étoile, c’est l’observation au télescope. Un télescope est constitué de miroirs. Un instrument comme le télescope donne un accès à l'espace plus ou moins profond en fonction du diamètre des lentilles. Néanmoins, pour profiter de la puissance d'un télescope, il est nécessaire de disposer d'un bon site d'observation à l'abri des lumières de la ville. Le problème de cette observation c’est qu’il n’est pas possible avec les lentilles actuelles d’observer des exoplanètes comme Gliese 581d, g ou c qui sont situées à 20.5 années-lumière.

Méthode des vitesses radiales

Le télescope mesure la vitesse radiale de l’étoile, c'est-à-dire l’infime va-et-vient de l’étoile provoqué par la force de gravité d’une éventuelle planète en orbite autour.

Le télescope mesure cette vitesse radiale en décomposant la lumière de l’étoile en raies de couleur (spectre de raies d'émission), comme avec un prisme.  En suivant la variation des positions de ces raies en fonction du temps, on peut déduire la masse et la périodicité de révolution d’une planète. Lorsque l’étoile s’éloigne, la lumière se décale vers la partie rouge du spectre,  quand la planète s’approche, le spectre de décale vers le bleu : c'est l'effet Doppler.

Schéma représentant l'effet Doppler dans le cas d'une étoile

  Le déplacement des raies sombres dans le spectre de l'étoile est la signature du mouvement de la planète et de l'étoile autour de leur centre de gravité.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Voici le genre de graphique que l'on obtient après la mesure de la vitesse radiale d'une étoile à l'aide d'un spectrographe.

vitesse-radiale.png

Méthode du transit

Lorsqu’une exoplanète passe devant son étoile, la luminosité de cette étoile diminue. Si cette baisse se reproduit de façon périodique, il s’agit alors d’une exoplanète en orbite autour de cette étoile.

La variation de luminosité d'une étoile est plus facilement repérable que la variation de sa vitesse radiale, mais cette méthode est peu efficace en termes de quantité de planètes détectées par rapport à la somme des étoiles observées. En effet, on ne peut l'utiliser que dans le cas où nous observons le système stellaire quasiment par la tranche. Cependant, elle a l'avantage de ne nécessiter l'usage que de télescopes de dimensions raisonnables.

Variation de l'intensité lumineuse d'une étoile au cours du temps

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