Que sont les exoplanètes et comment les scientifiques les détectent-ils ?

Une exoplanète, abrégée en "planète extrasolaire", est une planète qui orbite autour d'une étoile en dehors de notre système solaire. Les premières exoplanètes confirmées ont été découvertes en 1992 autour d'un pulsar, et la première autour d'une étoile similaire au Soleil, 51 Pegasi b, a suivi en 1995, selon le portail scientifique géré par le Jet Propulsion Laboratory de la NASA.

Pourquoi les exoplanètes sont si difficiles à voir

Les étoiles sont énormément plus brillantes que les planètes qui les orbitent, de sorte que la lumière propre d'une planète est généralement submergée par l'éclat de son étoile d'un facteur d'un million ou plus, selon la page de la ESA sur les méthodes de détection des exoplanètes. Pour cette raison, la plupart des exoplanètes confirmées ont été découvertes indirectement, en mesurant comment une planète affecte la lumière ou la position de son étoile hôte plutôt que de photographier la planète elle-même.

La méthode du transit : observer de petites diminutions de la lumière stellaire

La méthode du transit recherche un assombrissement périodique et léger de la lumière d'une étoile lorsqu'une planète passe devant elle du point de vue de la Terre. Le télescope spatial Kepler de la NASA, lancé en 2009, a utilisé cette technique à grande échelle et est crédité d'avoir transformé la science des exoplanètes, selon l'aperçu de la NASA sur le jalon des 5 000 exoplanètes. Le Satellite actuel de l'enquête sur les exoplanètes en transit de la NASA (TESS), lancé en 2018, continue l'approche en scannant des portions du ciel à la recherche de ces chutes de transit, selon la page de la NASA sur la science des exoplanètes.

La méthode de la vitesse radiale (wobble)

La méthode de la vitesse radiale, également appelée méthode du wobble, détecte le léger mouvement de va-et-vient d'une étoile causé par l'attraction gravitationnelle d'une planète en orbite. Alors que l'étoile et la planète orbitent autour de leur centre de masse commun, la lumière de l'étoile se décale légèrement vers les longueurs d'onde rouges et bleues selon un motif répétitif, que les spectrogaphes terrestres peuvent mesurer. La ESA note que c'était la technique de détection dominante jusqu'au début des années 2000 et a été la méthode qui a découvert 51 Pegasi b, la première planète confirmée autour d'une étoile similaire au Soleil.

Microlentille gravitationnelle, imagerie directe et astrométrie

La microlentille gravitationnelle repose sur un alignement fortuit : lorsqu'une étoile avec des planètes en orbite passe devant une étoile plus lointaine, sa gravité courbe et magnifie brièvement la lumière de l'étoile de fond, et toute planète produit de petites bosses supplémentaires dans cette courbe de lumière. La ESA décrit la méthode comme très sensible mais effectivement non répétable, car chaque alignement est un événement unique.

L'imagerie directe signifie capturer une véritable image d'une planète en bloquant la lumière de l'étoile, généralement avec un instrument appelé coronagraphe. La page de la ESA sur les méthodes de détection dit que cela ne fonctionne actuellement que pour les jeunes planètes massives en orbite loin de leur étoile hôte, en raison du contraste extrême de luminosité entre l'étoile et la planète.

L'astrométrie détecte une planète en mesurant les infimes changements de position d'une étoile dans le ciel alors qu'elle oscille autour du centre de masse du système. La page de la ESA indique que seule une poignée d'exoplanètes ont été confirmées de cette manière jusqu'à présent, bien que la mission Gaia de l'agence devrait éventuellement détecter des dizaines de milliers de planètes dans environ 500 parsecs (environ 1 600 années-lumière) en utilisant cette technique.

Combien d'exoplanètes ont été découvertes, et par quelle méthode

Selon l'Archive des exoplanètes de la NASA, gérée par l'IPAC de Caltech pour la NASA, le nombre d'exoplanètes confirmées s'élevait à 6 451 à la mi-octobre 2026. La méthode du transit représente la grande majorité des planètes confirmées, suivie par la vitesse radiale et la microlentille ; l'imagerie directe et l'astrométrie contribuent à des nombres beaucoup plus petits en raison de leur difficulté technique.

L'archive note que de nombreuses planètes ont en fait été détectées ou confirmées en utilisant plus d'une méthode ; le tableau ci-dessus reflète la technique primaire attribuée à chaque planète confirmée.

Qu'en est-il de l'avenir

La page scientifique de la NASA sur les exoplanètes indique que le télescope spatial Roman prévu de l'agence devrait utiliser la microlentille et d'autres techniques pour découvrir environ 100 000 exoplanètes supplémentaires une fois qu'il deviendra opérationnel. La même page de la NASA note qu'il y a plus de planètes que d'étoiles dans la galaxie de la Voie lactée, ce qui signifie que les quelque 6 500 confirmées jusqu'à présent ne représentent qu'une petite fraction de ce que l'on pense exister.