La première exoplanète a été formellement découverte par Michel Mayor et Didier Queloz en 1995, ce qui leur a valu le prix Nobel de Physique en 2019. Plus de 5000 exoplanètes ont été découvertes depuis et on estime qu’il y en a des milliards dans notre Galaxie, la Voie Lactée. Le site http://exoplanet.eu/ fournit les données à jour du nombre d’exoplanètes découvertes ainsi que d’autres informations intéressantes sur les méthodes de détection, des liens vers d’autres sites, etc.

Plusieurs méthodes sont utilisées par les astronomes pour détecter la présence d’exoplanètes, les plus courantes étant :

1. La mesure de la vitesse radiale qui consiste à mesurer les variations de vitesses radiales de l’étoile, trahissant la présence d’une exoplanète. C’est la méthode utilisée par Mayor et Queloz pour la première détection en 1995.
2. L’observation directe, qui constitue une prouesse technique puisque la planète est beaucoup moins lumineuse que son étoile. Cela revient à distinguer la lumière émise par une luciole tournant autour d’un phare situé à plusieurs kilomètres ! C’est donc une méthode réservée aux grands observatoires et aux télescopes spatiaux comme le James Webb. L’image ci dessous illustre les résultats obtenus :

Système planétaire HR 8799 observé le 14 avril 2010 à l’observatoire du Mont Palomar en Californie (la lumière de l’étoile, croix verte, est masquée par un coronographe)
crédit NASA/JPL-Caltech/Palomar Observatory

Une des missions du James Webb est d’observer des exoplanètes et d’identifier la composition de leurs atmosphères (par spectrométrie). Des premiers résultats ont déjà été publiés sur ces observations (https://esawebb.org/images/wei...).

3.  Par photométrie lors d’un transit, c’est la méthode qui a permis le plus grand nombre de découvertes : la luminosité de l’étoile décroit (très légèrement) lors du passage de l’exoplanète. Cette méthode est à la portée des astronomes amateurs.

Simulation de la baisse de luminosité lors du passage d'une exoplanète devant son étoile
Crédit : Hans Deeg (Instituto de Astrofisica de Canarias)

Lors de leur mission sur le site de l’observatoire de Saint Véran (voir post précédent) un des membres du club a effectué cette mesure en partant de la base de données des transits d’exoplanètes (http://var2.astro.cz/ETD/index.php) qui fournit les éphémérides pour plusieurs centaines d’exoplanètes. Le choix s’est porté sur l’étoile Wasp-2 de magnitude 12 située dans la constellation du Dauphin à 500 années lumière. Cette étoile, de taille égale à 80% de celle du soleil, possède une exoplanète "Wasp-2b" de taille similaire à celle de Jupiter avec une orbite très proche de son étoile, moins de 4,5 millions de km (en comparaison Mercure est à 58 millions de km en moyenne), une période de révolution de 2,2 jours et un temps de transit de 2 heures. C’est ce que les astrophysiciens appellent un « Jupiter chaud ». Dans la nuit du 26 au 27 juillet 2022 les éphémérides donnent un début de transit à 23h30. Pour bien faire il faut commencer à acquérir les données 1 heure avant et terminer 1 heure après. A la fin de l’acquisition un traitement spécifique avec le logiciel « Muniwin » permet d’obtenir la courbe de luminosité ci-dessous dans laquelle on distingue bien le « creux » de luminosité causé par le passage de Wasp-2b.

Transit de l’exoplanète Wasp-2 b géante gazeuse période 2,2 jours (Bruno Bzeznik)

Pour conclure, il faut savoir que la somme de la surface de miroirs des télescopes amateurs du monde entier est supérieure à la somme des miroirs professionnels. La création de courbes de transits d'exoplanètes est facilement accessible aux amateurs équipés pour l'astrophotographie. En fournissant des courbes de transits à la communauté scientifique, les amateurs améliorent la qualité des données sur les exoplanètes potentiellement intéressantes à explorer avec de plus grands équipements, tels que le James Webb Space Telescope dont le temps d'utilisation est très couteux.

crédit du visuel principal : Gemini Observatory/ NRC /AURA / Christian Maros et al.