Le 6 octobre 1995, l'astrophysicien suisse Michel Mayor et son doctorant suisse de l'époque, Didier Queloz, de l'Université de Genève, annonçaient la découverte de la première planète autour d'une autre étoile !
La photo de couverture de Laurent Gillieron / Keystone via Associated Press montre Michel Mayor et Didier Queloz avec l'édition 1995 de Nature, dans laquelle leur travail a été publié.
On parle généralement d'exoplanète pour les planètes situées en dehors de notre système solaire.
Les exoplanètes, ainsi que les planètes, sont des objets dont la masse est trop faible pour que la fusion nucléaire de type stellaire puisse avoir lieu. Elles se déplacent autour d'étoiles, de naines brunes (objets faibles ressemblant à des étoiles) et de restes d'étoiles.
Mais comment peut-on trouver des planètes en dehors de notre système solaire ?
Observation directe
Une fraction des exoplanètes a été découverte par observation directe.
Cependant, cela est très difficile en raison de la grande luminosité d'une étoile et de la luminosité relativement faible de sa planète, et n'est jusqu'à présent possible que pour les très grandes planètes et à grande distance de leur étoile. Comme ici, dans cet exemple du système HR 8799 avec ses quatre planètes, qui sont bien plus grandes que notre plus grande planète Jupiter, mais qui ne sont visibles que si l'on occulte l'étoile au centre.
Méthode de transit
Une grande partie des découvertes sont dues à des méthodes indirectes, en particulier la méthode des transits.
Pour ces observations, nous regardons le système étoile-planète de côté, ce qui fait qu'à intervalles réguliers, l'étoile s'obscurcit par occultation, selon les caractéristiques de l'exoplanète. Cette diminution de luminosité peut être mesurée et des informations sur la planète, comme sa taille, sa distance, son orbite et même son atmosphère et sa consistance, peuvent être obtenues.
Vitesse radiale
Une autre méthode consiste à mesurer la vitesse radiale.
Tout le monde a déjà vu passer un véhicule d'urgence avec une sirène. Si le véhicule s'approche, le son de la sirène est aigu, s'il s'éloigne, le son est plus grave. C'est ce qu'on appelle l'effet Doppler. Cet effet existe aussi avec la lumière. Lorsqu'une étoile se rapproche de nous, elle apparaît plus bleutée, lorsqu'elle s'éloigne, sa lumière vire au rouge.
Or, les planètes ne se déplacent pas seulement autour des étoiles, mais en réalité, l'étoile et la planète se déplacent autour d'un centre commun. Par analogie, on peut s'imaginer un lancer de marteau en athlétisme, où non seulement le marteau oscille autour du lanceur, mais où le lanceur effectue également un mouvement autour de son centre de masse. Appliqué à l'étoile, cela signifie que l'étoile se déplace également de manière circulaire, s'éloignant et se rapprochant de nous. Sa lumière se déplace de manière mesurable vers le bleu et le rouge, ce qui prouve l'existence d'un autre objet. Nous pouvons ainsi conclure à l'existence d'une exoplanète.
Lentilles gravitationnelles
La troisième méthode la plus courante pour trouver des exoplanètes utilise leur effet gravitationnel. En raison de leur masse, les exoplanètes déforment la lumière des étoiles qui se trouvent loin derrière elles. On peut se représenter le système stellaire avec l'exoplanète comme une lentille de verre qui déforme la lumière des étoiles situées derrière. Cette distorsion est ensuite mesurée par des télescopes afin de tirer des conclusions sur les exoplanètes.
Il existe d'autres méthodes, mais plus de 96% des exoplanètes ont été découvertes par ces quatre méthodes !
C'est le cas de l'exoplanète 51 Pegasi b, découverte il y a exactement 30 ans par Mayor et Queloz !
Le groupe de jeunes de la Société d'astronomie de Lucerne l'a officiellement rebaptisée Dimidium en 2015 et l'étoile autour de laquelle Dimidium évolue porte désormais le nom d'Helvetios! Le système se trouve dans la constellation de Pégase, mais n'est en fait pas la première planète découverte en dehors de notre système solaire. Trois ans auparavant, en 1992, deux planètes avaient déjà été trouvées autour d'un résidu d'étoile, un pulsar. Mais l'explication de la nature exacte de ces objets mérite un billet de blog à part entière.
Pour la découverte de la première exoplanète en orbite autour d'une étoile, Michel Mayor et Didier Queloz ont reçu, avec James Peebles, le prix Nobel de physique en 2019 ! (Image Copyright © Nobel Media 2019. Illustration : Niklas Elmehed.) En mai 2025, nous avons eu le plaisir d'accueillir au Planétarium Didier Queloz, lauréat du prix Nobel et entre-temps fondateur et directeur du Center for Origin and Prevalence of Live à l'EPF de Zurich - pour en savoir plus sur cet événement, cliquez ici!
Auteure
Dorothea Holzschuh
Chef d'équipe du planétarium