Éd. 2001Une autre technique potentielle de détection des planètes extrasolaires consiste à exploiter l'effet de lentille gravitationnelle prévu par la théorie de la relativité générale. Si, au cours de son déplacement dans le ciel, un astre, visible ou non, passe près de la ligne de visée d'une étoile lointaine, la déviation des rayons lumineux due à sa masse va provoquer une amplification de l'éclat observé de l'étoile : l'astre se comporte comme une lentille ; on dit que c'est une lentille gravitationnelle. Le phénomène croît avec la masse et avec la distance de la lentille. Précisément, une planète extrasolaire peut jouer le rôle de microlentille : elle provoquera alors une amplification d'éclat de quelques pourcents (pour une planète comparable à la Terre) à quelques dizaines de pourcents (pour une planète géante). De l'examen des variations d'éclat de l'étoile, on pourra donc déduire que celle-ci est environnée d'une ou de plusieurs planètes. Comme dans le cas des transits planétaires, pour avoir quelques chances de succès avec cette méthode, il faut mesurer en permanence, avec une très grande précision, l'éclat d'un très grand nombre d'étoiles pendant de nombreux mois.
Enfin, on peut aussi songer à capter les ondes radio, de longueurs d'onde décamétriques, émises par les planètes possédant, comme Jupiter, un fort champ magnétique. Mais, dans ce cas, on ne peut prévoir l'amplitude du signal à détecter. Ce n'est que lorsqu'on disposera d'une base d'observation astronomique sur la face arrière de la Lune, à l'abri de tout rayonnement parasite venant de la Terre, que cette méthode offrira le maximum de chances de succès.
Des découvertes surprenantes
La plupart des planètes extrasolaires qui ont été découvertes jusqu'à présent sont des géantes gazeuses, comparables à Jupiter. Cela tient essentiellement à la limite de sensibilité des instruments actuels, insuffisante pour déceler les très faibles perturbations qu'exercent sur leur étoile les planètes du type de la Terre. Mais d'ici quelques années, ce biais observationnel devrait disparaître, avec l'utilisation de télescopes plus performants (instruments spatiaux, interférométrie optique).
Les principales surprises viennent, aujourd'hui, de ce qu'un bon nombre des planètes déjà découvertes se distinguent par des périodes de révolution très courtes (la plus courte n'est que de 3,1 jours), par des orbites non pas quasi circulaires mais très elliptiques, et par des masses sensiblement supérieures à celle de Jupiter. Les théoriciens ont dû, face à ces observations, retoucher leurs modèles de formation des systèmes planétaires.
Ainsi, personne ne s'attendait à ce que l'on découvre des planètes géantes très proches de leur étoile (certaines n'en sont écartées que de quelques millions de kilomètres) alors que, dans le système solaire, ces planètes sont, au contraire, les plus éloignées du Soleil. Les théoriciens considèrent maintenant que les planètes géantes doivent se rapprocher de leur étoile après leur formation. En naissant, la planète creuse un couloir dans le disque de poussières et de gaz au sein duquel elle se forme, en prélevant de la matière le long de sa trajectoire. Lorsque le couloir est vidé, la planète ne grandit plus, mais sa masse perturbe la matière du disque, y crée des systèmes d'ondes qui perturbent à leur tour l'orbite de la planète. Celle-ci, en une durée de l'ordre de 100 000 ans, migrerait donc vers son étoile.
Quant à l'allongement de l'orbite de certaines planètes, il peut s'expliquer en admettant qu'il y a eu, à l'origine, formation de deux ou trois planètes très volumineuses ; sous l'effet de leur interaction mutuelle, le système serait devenu instable et, finalement, il ne resterait plus qu'une planète géante décrivant une orbite excentrique, après que les autres ont été éjectées.
Des planètes sans étoile
Comment distinguer une très grosse planète gazeuse d'un avorton d'étoile ? Pour les astronomes, la masse représente un critère déterminant : les objets ayant une masse comprise entre 13 et 80 fois celle de Jupiter se rangent dans une catégorie intermédiaire, celle des naines brunes : leur centre atteint une température suffisante pour que s'y amorce une petite réaction nucléaire, la fusion de l'hydrogène lourd – ou deutérium – en hélium 3, mais reste néanmoins insuffisamment chaud pour autoriser la fusion d'hydrogène en hélium, comme dans les véritables étoiles. À l'automne 2000, une équipe internationale de chercheurs a annoncé qu'elle avait mis en évidence, dans la constellation d'Orion, au voisinage de l'étoile Sigma Orionis, à une distance de quelque 1 000 années-lumière, dix-huit objets dont la masse est comprise entre 5 et 15 fois celle de Jupiter et qui peuvent donc être considérés, au moins pour certains d'entre eux, comme d'énormes planètes gazeuses. Âgés de un à cinq millions d'années seulement, ces astres n'auraient pas encore eu le temps de se refroidir depuis leur formation, ce qui expliquerait que leur température de surface soit de l'ordre de 2 000 °C.
À la recherche de la vie
La question la plus fascinante est de savoir si, parmi les planètes extrasolaires, certaines abritent la vie. Cela doit être le cas si le processus d'apparition de la vie sur notre globe a été suffisamment simple pour être susceptible de se reproduire, à partir des mêmes ingrédients, sur toutes les planètes dotées d'un environnement similaire. Plusieurs expériences menées au laboratoire semblent effectivement montrer que les réactions biochimiques ayant abouti, sur la Terre, aux premières formes de vie ont pu être relativement simples. Un argument qui milite en faveur de cette hypothèse est que les premiers fossiles connus de bactéries remontent à près de 4 milliards d'années, à une époque où la Terre était encore régulièrement bombardée par de gigantesques météorites. Pour avoir réussi à survivre, les premiers microbes durent donc être extrêmement rustiques.