Moisson de planètes extrasolaires, dont plusieurs super-terres !

Une équipe d’astronomes européens conduite par Michel Mayor, de l’observatoire de Genève, annonce la découverte grâce à l'instrument Harps de 45 planètes extrasolaires de classe terrestre dont trois évoluent autour de la même étoile.

Michel Mayor, découvreur de la première planète extrasolaire en 1995 avec Didier Queloz, est à l’origine du programme Harps (High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher), un spectrographe inauguré le 11 février 2003 conçu pour détecter des planètes tournant autour d’autres étoiles par l’étude de la vitesse radiale. Monté au foyer du télescope de 3,6 mètres de l'Observatoire de La Silla (Chili) de l’ESO, cet instrument fonctionne 100 jours par an et peut mettre en évidence des différences de vitesse radiale de l’ordre de 1 mètre par seconde.

Lors du congrès Super Earths 2008 qui vient de se tenir à Nantes et qui réunissait astronomes et géophysiciens, Michel Mayor a annoncé la découverte de trois planètes dans la catégorie « super-terres », ainsi dénommées en raison de leur masse comprise entre celle de notre planète et celle d’Uranus.

Trois super-terres pour une étoile

Mais la plus remarquable découverte est celle de trois de ces super-terres tournant autour d’une seule étoile, HD 40307, située à seulement 42 années-lumière de notre système solaire, visible dans le ciel de l'hémisphère sud, entre les constellations de la Dorade et du Peintre.

La masse de ces trois planètes, HD 40307b, c et d, a été évaluée respectivement à 4,2, 6,7, et 9,4 fois celle de la Terre (ou encore 0,0132 Mj, 0,0216 Mj et 0,0288 Mj, le symbole Mj représentant la masse de Jupiter). Elles accomplissent une révolution complète en 4,31, 9,62 et 20,45 jours.

La densité et le diamètre de ces trois astres ne sont pas encore connus, en l’absence d’une observation directe. Cela ne serait possible qu’en cas de transit planétaire devant le disque de l’étoile hôte. Mais on peut déjà déduire que la vie telle que nous la connaissons serait impossible à la surface de ces planètes – si surface il y a – car la température doit y avoisiner les 1000°C, sinon plus.

D’autres systèmes planétaires

Lors de la même réunion, les scientifiques ont annoncé la découverte de deux autres systèmes planétaires, dont l’un abrite une super-terre, également au moyen de l’instrument Harps.

Dans le premier, une planète de 7,5 masses terrestres tourne en 9,5 jours autour de l’étoile HD 181433. Ce système comporte également une planète de classe jovienne (0,72 Mj) qui boucle une révolution en 1.024 jours.

Le second est centré sur l’étoile HD 47186 et comporte une planète de 22 masses terrestres tournant en 4,08 jours. A l’instar du précédent, il abrite aussi une planète de classe jovienne (0,35 Mj) tournant en 1.354 jours.

Le bestiaire planétaire est ainsi porté à 303 exoplanètes (comprenant 259 systèmes planétaires et 31 systèmes planétaires multiples), et Michel Mayor estime que la somme des découvertes effectuées jusqu’à présent ne représente que la pointe émergée de l’iceberg. La plupart d’entre elles, soit celles dont la masse importante a permis les premières découvertes, concernent statistiquement une étoile sur 14. Si on y ajoute la moisson de planètes de faible masse dont des instruments tels que Harps permet la mise en évidence, on constate qu’un tiers des étoiles de type solaire possèdent une ou plusieurs planètes dont la masse est comprise entre la Terre et Neptune.

Cependant la découverte de planètes de faible masse se heurte encore à des difficultés d’observation. Aucune planète de masse terrestre n'a encore pu être identifiée. En raison de la limite propre aux instruments (en moyenne environ 1 mètre par seconde pour la précision sur la vitesse radiale de l'étoile), seuls les petits objets orbitant à faible distance de leur étoile sont observables par les perturbations induites, tandis que seules les planètes massives (classe Saturne ou Jupiter) peuvent être détectées sur une orbite plus éloignée.

Pléthore de planètes en vue

Il apparaît aujourd’hui certain que l’amélioration des moyens d’observation entraînera une augmentation significative de la fréquence des découvertes, ce qui justifie la réflexion de Michel Mayor. La présence de planètes autour des autres étoiles pourrait être une généralité, du coup une nouvelle catégorie "étoiles sans planètes" vient d’apparaître dans les catalogues astronomiques, probablement amenée à se réduire à quelques exceptions…

Dans l’immédiat les astronomes ont encore de longues journées de travail devant eux, puisque les relevés effectués au moyen de Harps au cours des derniers mois montrent un total de 45 nouveaux candidats planétaires, chacun inférieur à 30 masses terrestres et dont les périodes orbitales sont au maximum de 50 jours.