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Il existe des milliers de planètes comme Tatooine dans l'univers

Phil Plait, traduit par Bérengère Viennot, mis à jour le 17.09.2014 à 15 h 25

Environ la moitié des exoplanètes de la galaxie orbitent autour d'une étoile elle-même voisine d'une autre étoile.

La planète Tatooine dans «La Guerre des étoiles» (1977)

La planète Tatooine dans «La Guerre des étoiles» (1977)

Les astronomes viennent de faire une découverte fort intéressante, et ce en utilisant une technique d’observation qui n’a rien de nouveau: environ la moitié des exoplanètes de la galaxie appartiennent à des systèmes stellaires binaires.

C’est incroyablement cool. D’accord, on s’y attendait un peu, mais maintenant on a des preuves.

Photo: NASA/JPL-Caltech/T. Pyle

Voici comment ça marche. Nous savons qu’environ la moitié des étoiles de la galaxie appartiennent à des systèmes binaires, composés de deux étoiles gravitant l’une autour de l’autre. La façon dont elles se créent facilite la naissance de deux étoiles voisines (à l’exception du Soleil, naturellement).

Nous savons aussi que souvent, des planètes côtoient des étoiles; nous avons connaissance de l’existence de presque 2.000 exoplanètes de ce genre pour l’instant, et des milliers d’autres attendent d’être confirmées dans ce statut. Il est donc tout naturel d’associer ces deux idées et de se demander: combien d’exoplanètes orbitent autour d’une étoile dans le cadre d’un système binaire?

On aurait tendance à croire que les proportions seraient les mêmes, mais la nature ayant parfois tendance à faire sa maligne, mieux vaut vérifier. Ce qui n’est pas forcément chose facile. Même lorsqu’une camarade binaire orbite à des milliards de kilomètres autour d’une étoile, à plusieurs années-lumière de là, les deux se confondent en une seule tache. Même Hubble peut ne pas réussir à les distinguer l’une de l’autre.

Pour voir ce qu’ils ont vu, les astronomes se sont appuyés sur une vieille méthode appelée interférométrie à granulation cohérente. En gros, l’atmosphère terrestre bouillonne au-dessus de nos têtes, envoyant des petits paquets d’air se balader par-ci par-là. Lorsque la lumière d’une étoile les traverse, elle est tordue dans tous les sens à cause de la réfraction. Ce phénomène se produisant plusieurs fois par seconde, lorsque vous prenez une photo avec un temps de pose plutôt long, la lumière apparaît sous la forme d’un disque flou. C’est ce que les astronomes appellent «seeing» («voir», ce qui est assez troublant). C’est aussi la raison pour laquelle les étoiles semblent scintiller.

Il existe un moyen de contourner le problème. Avec le temps d’exposition, les rayons lumineux se floutent mais si vous faites plusieurs courtes prises de vue en rafale, vous bloquez ce mouvement. C’est un peu comme réaliser une vidéo très au ralenti. Au lieu d’un grand disque, vous obtenez un paquet d’images presque parfaites de l’étoile qui se déplace d’un cliché à l’autre, chacun étant une très jolie photo de l’étoile en très haute résolution.

Cette technique a ses limites; il ne faut pas que l’étoile soit trop pâle, sinon vous n’aurez pas assez de lumière dans chaque image. Il y a également les limites de résolution dues à la taille du télescope. Et il vous faut une technique très sophistiquée pour combiner les images obtenues et en tirer toutes les informations qu’elles renferment. Mais l’interférométrie par granulation cohérente existe depuis longtemps, et ses méthodes sont éprouvées (en voici une description technique détaillée).

Les astronomes ont observé un paquet d’étoiles dont on sait qu’elles ont des planètes (découvertes par la mission Kepler) et ont utilisé l’interférométrie pour voir combien d’entre elles avaient des étoiles décelables très proches d’elles. Ils ont ensuite eu recours à tout plein de chouettes simulations pour trouver combien de leurs copines binaires ils pouvaient rater —certaines pouvant être trop proches de l’étoile pour qu’on les distingue, même avec ces techniques. En comparant les deux résultats, ils ont pu conclure que 40 à 50% de toutes les exoplanètes orbitent autour d’une étoile dans un système binaire.

C’est quand même dingue. Dans notre galaxie, des milliards de planètes gravitent autour d’étoiles dans des systèmes binaires!

Curieusement, ce qui m’interpelle le plus dans cette histoire, c’est sa banalité. À une époque, nous ne savions même pas s’il existait d’autres planètes. Le soleil possédait-il des propriétés particulières qui lui permettaient d’abriter un système solaire? S’agissait-il de sa taille, de sa composition chimique, de sa position dans la galaxie? A présent, nous voyons que des étoiles de toutes sortes possèdent des planètes. Et même, qu’une autre étoile puisse orbiter autour de l’étoile hôte ne semble pas poser de problème!

... enfin, tant que l’autre étoile est assez éloignée. Qu’elle se rapproche et sa gravité pourrait perturber l’orbite de la planète. Mais si les étoiles sont assez proches l’une de l’autre, une planète peut graviter autour des deux. Un bon nombre d’exoplanètes circumbinaires (j’adore utiliser des mots scientifiques) ont été découvertes. J’ai écrit sur quelques-unes d’entre elles, comme Kepler 16b et PH-1b par exemple.

Il y a quarante ans, l'image de Tatooine dans Star Wars relevait de la science-fiction. Aujourd’hui... plus tant que ça.

Phil Plait
Phil Plait (71 articles)
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