D10 Détection d'exoplanètes : méthodes

Topique

Il existe quatre méthodes complémentaires pour détecter les exoplanètes, chacune étant sensible à un effet physique différent produit par la planète sur son environnement.

La méthode photométrique de transit détecte la diminution périodique de la luminosité d'une planète lorsqu'elle passe devant son étoile. L'intensité de cette diminution augmente avec la taille de la planète par rapport à son étoile ; ainsi, les transits des grandes planètes autour des petites étoiles sont beaucoup plus faciles à détecter que ceux des petites planètes autour des grandes étoiles. De plus, la périodicité de cette diminution de luminosité révèle l'orbite complète de la planète.

La méthode des vitesses radiales, quant à elle, détecte l'oscillation que la planète induit sur son étoile. L'amplitude de cette oscillation augmente avec la masse de la planète, mais diminue lorsque la masse de l'étoile augmente et que la planète s'éloigne de celle-ci.

L'astrométrie, déjà décrite comme une méthode distincte, permet de détecter cette même oscillation induite par la planète, mais en observant un déplacement de sa position dans le ciel plutôt qu'une vitesse. L'imagerie directe permet de supprimer la luminosité intense de l'étoile hôte pour révéler la planète elle-même. Cette technique n'est applicable qu'aux jeunes planètes encore chaudes orbitant loin de leur étoile.

La zone habitable d'un système correspond à l'anneau orbital, déterminé par la luminosité de l'étoile, à l'intérieur duquel la température d'équilibre d'une planète permettrait la présence d'eau liquide à sa surface. Ainsi, grâce aux quatre méthodes complémentaires présentées dans ce document – ​​transit photométrique, vitesse radiale et imagerie directe –, une planète extrasolaire révèle sa présence, bien qu'elle soit presque toujours invisible à l'œil nu, de quatre manières distinctes à ceux qui savent où regarder.

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