La Suisse en pole pour traquer les exoplanètes

Espace Le premier télescope spatial entièrement suisse a été définitivement validé mardi par l’ESA

L’Agence spatiale a aussi choisi le projet Plato, qui implique les universités bernoise et genevoise

«En deux mois, ce sont trois jalons que la Suisse a passés pour se positionner à la pointe de la recherche sur les exoplanètes», se réjouit Willy Benz, directeur de l’Institut de physique de l’Université de Berne. Et les deux derniers ont été franchis mardi: l’Agence spatiale européenne (ESA) a d’une part définitivement validé le projet Cheops, le premier télescope spatial entièrement élaboré et géré en Suisse dont le but sera, dès 2017, l’étude des autres mondes possibles dans la Voie lactée. D’autre part, l’ESA a aussi sélectionné la mission Plato, qui doit aussi traquer ces derniers; les Universités de Berne et Genève sont très impliquées. Enfin, mi-décembre, le Secrétariat d’Etat à la recherche (Sefri) avait choisi ces deux institutions pour codiriger le Pôle de recherche national (PRN) «PlanetS», consacré à la même thématique. «Ces trois décisions créent une forte cohérence, ce qui renforce le rôle de la Suisse dans un domaine où elle a été pionnière», applaudit Willy Benz.

C’est en 1995 que deux astronomes de l’Observatoire de Genève, Didier Queloz et Michel Mayor, ont découvert la première planète gravitant autour d’une étoile autre que notre Soleil. Depuis, 1077 exoplanètes ont été mises au jour. La plupart avec la méthode «des vitesses radiales», qui permet de déterminer uniquement la masse de l’astre découvert, en analysant le dandinement que celui-ci imprime, à travers l’attractivité gravitationnelle, à l’étoile autour de laquelle il tourne.

Le satellite Cheops aura pour mission, durant trois ans et demi, de pointer 500 à 700 de ces couples étoile-exoplanète et d’attendre que la seconde passe devant la première. Un phénomène appelé «transit», crucial pour déterminer le rayon de la planète. «Avec la masse et le rayon d’un astre, on peut alors calculer sa densité», dit Willy Benz. Une donnée essentielle lorsqu’il s’agit de partir à la recherche d’une «sœur jumelle» de la Terre. «Cette initiative est une grande idée et pourrait produire, à petit budget, des résultats très intéressants», avait estimé Geoffrey Marcy, astrophysicien à l’Université de Berkeley et principal concurrent du consortium suisse, lors de la sélection de Cheops par l’ESA, en octobre 2012 (LT du 20.10.2012).

Depuis, les scientifiques suisses se sont attachés à finaliser ce projet à 100 millions de francs, auquel participent divers partenaires internationaux, avant de lancer la phase de construction industrielle. «Il s’agissait pour l’ESA de vérifier que l’on pourrait effectivement suivre le plan prévu, dit Willy Benz. Or depuis hier, tous les feux sont au vert!»

La phase de concrétisation peut débuter. «Nous avions déjà procédé à des appels d’offres pour les différentes étapes. La première qui va se réaliser, dès mars, est la réalisation de la plate-forme sur laquelle seront installés les instruments.» Les ingénieurs ont maintenant trois ans et demi pour construire leur engin de 250 kg – soit en Espagne soit en Angleterre –, lui faire passer plusieurs tests grâce à l’aide de l’entreprise RUA Space, et le livrer à l’ESA, qui doit le lancer dès fin 2017 à bord d’une fusée Soyouz ou Vega.

Si Cheops étudiera des exoplanètes dont l’existence est connue, Plato partira, durant six ans, en quête de nouvelles candidates. «Plato, avec sa capacité exceptionnelle à débusquer les systèmes semblables à notre couple Soleil-Terre, pourra tirer parti des avancées réalisées grâce à plusieurs autres missions européennes, notamment CoRot et Cheops, a dit hier Alvaro Giménez, directeur Science et Exploration robotique à l’ESA. Ses avancées nous aideront à comparer l’architecture de notre propre système solaire à celle d’autres systèmes planétaires.» Cet observatoire spatial aura aussi recours à la sismologie pour étudier les étoiles visées, ce qui permettra de connaître précisément les caractéristiques de l’hôte stellaire de chaque compagnon planétaire.

Ce satellite, devisé à environ 900 millions de francs, sera composé d’une myriade de 34 petits télescopes et caméras, et recherchera dès 2024, également avec la méthode des «transits», des planètes orbitant autour de millions d’étoiles dispersées sur la moitié du ciel. Selon Willy Benz, l’Université de Berne s’occupera de la structure supportant les petits télescopes, «la partie mécanique en quelque sorte». L’Observatoire de l’Université de Genève, de son côté, sera essentiellement impliqué dans la collecte et l’analyse des données.

Jusque-là, ce balayage empirique du ciel à la recherche d’exoplanètes avait été assuré – avec toutefois une ouverture bien moindre – par les télescopes spatiaux européen CoRot jusqu’en novembre 2012 et américain Kepler, tombé en panne en août 2013. Dès 2017, c’est TESS, de la NASA, qui prendra le relais mais ne pourra repérer que les exoplanètes situées près de leur étoile. Plato, en revanche, a été conçu pour découvrir des planètes qui, en plus d’être similaires à la Terre, seront très éloignées de leur soleil. Une caractéristique déterminante lorsqu’il s’agira de traquer de l’eau liquide et, surtout, d’éventuelles traces de vie. «Plato va découvrir des exoterres», assure déjà Willy Benz.

Les données recueillies par Cheops et Plato nourriront le travail des chercheurs du futur PRN «PlanetS», codirigé depuis Berne et Genève, et doté de 17,6 millions pour les quatre prochaines années. «L’étude des processus physiques, chimiques et géologiques à l’œuvre dans ces exoplanètes représente un vrai défi multidisciplinaire», commentait Stéphane Udry, directeur de l’Observatoire de Genève, dans le journal de l’Université. Et du côté bernois, on espère déjà que tous ces succès posent les bases d’un futur «Swiss Institute of Planetary Sciences» qui assure sur le long terme les activités helvétiques de pointe dans ce champ de recherches fascinant.

«Ces trois décisions créent une cohérence, ce qui renforce le rôle de la Suisse»