Il y a 15 ans

«Jusqu’en 1997, notre découverte a été contestée», se souvient Didier Queloz. La trouvaille de l’astronome de l’Observatoire de Genève, réalisée en 1995 avec son professeur Michel Mayor? Rien de moins que la première planète à tourner autour d’une étoile autre que notre Soleil – ou exoplanète – baptisée 51-Pégase, car se trouvant dans la constellation éponyme. Une avancée qui a lancé une traque effrénée aux «autres mondes» dans notre galaxie: fin février, on en dénombrait 861, la plupart des planètes géantes gazeuses, certaines rocheuses ou aqueuses, mais quasi toutes plus grosses que la Terre.

Aujourd’hui

Depuis quelques années, cette quête s’est intensifiée, notamment grâce au télescope spatial Kepler de la NASA. Début janvier, ses responsables ont indiqué qu’il avait repéré 2740 exoplanètes potentielles, dont la nature demande toutefois à être confirmée. Pour Didier Queloz, les recherches se trouvent à un point de bascule: «La diversité des systèmes planétaires découverts est bien plus importante qu’on ne le pensait; ils sont créés par des mécanismes différents. Notre vision anthropocentrique de l’Univers s’effondre définitivement: nous ne pouvons positionner notre propre système que dans une multitude de configurations possibles!»

Parlant de changement de paradigme, d’autres chercheurs vont plus loin. Ils prédisent la découverte en 2013 d’une réelle jumelle de la Terre. «La première exoplanète dont on connaîtra la taille, l’orbite et le flux stellaire incident, et qui permet l’existence de vie, sera annoncée cette année», a dit au site Space.com Geoff Marcy, de l’Université de Californie. D’autres corroborent ces dires par des estimations: «Il y a environ 200 milliards d’étoiles dans la Voie lactée, accompagnées par au moins 50 milliards de planètes. Si seules 0,01% ressemblent à la Terre, cela porterait leur nombre à 5 millions!» souligne Mikko Tuomi, de l’Université de Hertfordshire (Angleterre).

Didier Queloz se veut plus prudent: chaque instrument de détection actuel (Kepler, mais aussi le spectrographe européen Harps) livre diverses informations précieuses sur ces astres (rayon, masse, distance à l’étoile, atmosphère, etc.), mais aucun ne peut les fournir toutes sans ambiguïté. C’est l’objectif des outils à venir.

Dans 15 ans

Les astrophysiciens vont d’abord exploiter au maximum les dispositifs existants, comme les télescopes spatiaux Hubble et Spitzer. Avec ce dernier, des chercheurs de la NASA ont annoncé en mai dernier avoir réussi à mesurer directement l’imperceptible lumière infrarouge provenant de «55 Cancri e», une «super-Terre» dont la température en surface avoisine les 2000° C. «Bien que la planète ne soit pas habitable, cette détection est un pas crucial pour la recherche de vie sur d’autres planètes», estime Bill Danchi, l’un des responsables de Spitzer. Et un mois plus tard, en juin 2012, une équipe internationale expliquait avoir mis au point une nouvelle technique pour commencer à sonder les atmosphères d’autres planètes depuis la nôtre, à l’aide du Very Large Telescope (VLT) de l’Observatoire européen austral (ESO), situé au Chili. Mais dans la communauté des astrophysiciens, tous s’accordent à dire que ces instruments, aussi puissants soient-ils, restent assez inappropriés pour aller beaucoup plus loin. Ils travaillent donc désormais sur plusieurs fronts.

Le premier est de trouver les planètes aux caractéristiques très proches de la Terre. Une étape est la construction d’Espresso, un spectrographe jusqu’à cinq fois plus puissant que les versions existantes (Harps). But de ce projet européen, dès 2016: détecter les exoplanètes de masse terrestre – ou moins – en observant le dandinement imprimé à l’étoile autour de laquelle elles orbitent. Des exoplanètes dont Cheops, le premier télescope spatial entièrement suisse (LT du 20.10.2012), devra déterminer la taille dès 2017. Didier Queloz travaille, lui, sur le Next-Generation Transit Survey (NGTS), une batterie de petits télescopes robotisés, qui auront pour mission de repérer le passage de planètes minuscules devant des étoiles très brillantes – une tâche que Kepler, qui procède de la même manière mais depuis le ciel, n’est pas assez sensible pour mener. Quant à Sphere, un instrument installé sur le VLT, son rôle sera de prendre des images directes d’exoplanètes; il doit être installé en septembre sur le VLT.

A moyenne échéance, donc d’ici à la fin de la décennie, deux missions sont planifiées. La première, Plato, va observer, à la manière de Kepler mais avec une acuité visuelle bien meilleure, le transit d’exoplanètes devant leur étoile pour ainsi les caractériser. Et la seconde, Echo, qui pourrait être lancée en 2022 si l’Agence spatiale européenne (ESA) la choisit, aura pour objectif d’étudier depuis le ciel la chimie et la physique d’atmosphères exoplanétaires. Elle sera alors épaulée depuis la Terre, d’ici à une décennie aussi, par l’European Extremely Large Telescope (E-ELT): avec son miroir composite d’un diamètre de 39 mètres, il recueillera un flux de lumière si grand que les traces des composants chimiques gazeux entourant les «autres mondes» pourront être passées à la loupe.

«Vers 2030, on sera alors prêts pour partir à la recherche de la vie ailleurs dans l’Univers, avec a priori une mission spatiale apte à détecter ses signatures, comme l’ozone ou la chlorophylle, piaffe Didier Queloz. Mais d’ici là, on va d’abord vraiment s’amuser à comprendre la diversité de la myriade d’exoplanètes qu’il nous est donné de découvrir. C’est un puzzle fascinant.»