Notes sur les planètes et la vie en astronomie: exoplanète: exemples, Notes de Astronomie
Caroline_lez
Caroline_lez10 January 2014

Notes sur les planètes et la vie en astronomie: exoplanète: exemples, Notes de Astronomie

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Notes d'astronomie surles planètes et la vie en astronomie: exoplanète: exemples. Les principaux thèmes abordés sont les suivants: La meilleur candidate pour l'eau liquide : Gliese 581 c, La planète la mieux étudiée : HD...
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Les planètes et la vie en astronomie :

Exoplanète - Exemples

Après un survol des propriétés générales des exoplanètes connues, passons en revue quelques

cas particuliers plus intéressants.

La meilleur candidate pour l'eau liquide : Gliese 581 c

La planète la plus susceptible de porter de l'eau sous forme liquide fut révélée en Avril 2007 à

partir de mesures de vitesse radiale au télescope de 3,6 mètres de l'ESO à La Silla au Chili. Elle

se trouve en orbite autour de la naine rouge Gliese 581, à 20,5 années-lumière de la Terre,

dans la constellation de la Balance. La planète a une masse d'environ 5 fois celle de la Terre et

un diamètre 1,5 fois plus grand, ce qui en fait très probablement une planète rocheuse.

La planète parcourt son orbite en 13 jours terrestres à une distance 14 plus petite que celle de

la Terre au Soleil. Gliese 581 c est donc beaucoup plus proche de son étoile que la Terre. Mais

comme l'étoile est une naine rouge avec une surface 50 fois moins chaude que celle du Soleil,

les calculs montrent que la température moyenne à la surface de la planète doit se trouver entre

0 et 40 degrés Celsius. C'est donc la zone idéale pour que l'eau existe sous forme liquide et

que la vie puisse se développer. A noter que Gliese 851 c possède au moins deux compagnes,

l'une de 15 masses terrestres plus près de l'étoile, l'autre de 8 masses terrestres plus loin de

l'étoile.

Graphe de la vitesse radiale de l'étoile Gliese 581 en fonction de la position de la planète Gliese 581 c,

en ne prenant en compte que les perturbations provoquées par cette dernière. C'est grâce à la

méthode de la vitesse radiale que la plupart des exoplanètes ont été découvertes. Crédit : ESO

La planète la mieux étudiée : HD 209458 b

Cette planète se trouve en orbite autour de l'étoile HD 209458 à 150 années-lumière de la

Terre dans la constellation de Pégase. Elle a la particularité d'avoir été observée par différentes

techniques qui nous ont apporté une moisson de connaissances sans précédent.

HD 209458 b fut découverte par la méthode de la vitesse radiale en 1999. Elle fut la première

exoplanète à être observée en transit devant son étoile, la même année, en provoquant une

baisse de luminosité apparente de 1,7 pour cent. Le télescope spatial se mit ensuite de la

partie. Il fut capable, en étudiant la lumière de l'étoile après son passage dans l'atmosphère de

la planète, de détecter la présence de sodium en 2001. Deux ans plus tard, il mit en évidence

une énorme enveloppe ovale autour de la planète, contenant de l'hydrogène, du carbone et de

l'oxygène. En 2005, le télescope infrarouge Spitzer profita d'un transit de HD 209458 b derrière

son étoile pour mesurer la luminosité de la planète dans l'infrarouge. Finalement, en 2007,

plusieurs équipes purent observer le spectre de la planète directement.

Toutes ces observations nous donnent une bonne idée de la situation de cette planète. D'après

les premières observations de vitesse radiale, HD 209458 b possède 69 pour cent de la masse

de Jupiter, soit 220 fois celle de la Terre, ce qui en fait une planète gazeuse. A 7 millions de

kilomètres, soit 0.045 unité astronomique ou un huitième de la distance de Mercure au Soleil,

elle est très proche de son étoile. En conséquence, sa période de révolution n'est que de 3,5

jours terrestres et sa température de surface doit atteindre les 1000 degrés.

L'observation de transits a montré que la planète est plus grande que Jupiter, avec un diamètre

supérieur d'un tiers, ce qui s'explique par l'expansion de ses couches externes sous l'effet de la

température. Ces couches sont chauffées à une température de 10 000 degrés et la planète

perd des centaines de milliers de tonnes de gaz à chaque seconde. Il s'agit principalement

d'hydrogène, mais aussi de carbone et d'oxygène qui se laissent entraîner par celui-ci.

La planète la plus distante : OGLE-2005-BLG-390L b

Cette planète au nom charmant se trouve à 21 500 années-lumière de nous. La taille de son

orbite n'est pas connue très précisément, mais se situe entre deux et quatre unités

astronomiques, soit une orbite plus grande que celle de Mars mais plus petite que celle de

Jupiter. Sa période de révolution doit donc être d'une dizaine d'années terrestres. La planète a

une masse d'environ 5,5 fois celle de la Terre et pourrait donc être rocheuse, quoique la

possibilité d'une planète gazeuse comme Neptune ne soit pas exclue. A partir de la taille de

l'orbite et de la luminosité de l'étoile, probablement une naine rouge, on peut calculer que la

température à la surface de la planète est d'environ -220 degrés Celsius.

Outre le fait qu'il s'agit probablement d'une planète rocheuse, OGLE-2005-BLG-390L b est très

intéressante par la méthode de sa découverte. La planète est en effet l'un des rares corps à

avoir été identifié par un effet demicrolentille gravitationnelle. La possible présence d'un effet

de microlentille gravitationnelle dû à OGLE-2005-BLG-390L fut d'abord détectée par le projet

OGLE en 2005. Des investigations plus poussées grâce au projet PLANET/RoboNet confirmèrent

rapidement de façon claire la présence d'une planète autour de l'étoile.

Comme le montre cet exemple, la méthode de microlentille gravitationnelle possède le grand

avantage d'être moins soumise aux effets de sélection observationnels que les autres

méthodes. Elle est ainsi en mesure d'identifier des exoplanètes plus petites, plus éloignées de

leur étoile et plus froides.

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