Michel Mayor et Didier Queloz rendent public une découverte d’envergure. Ils sont en effet les premiers à détecter une planète située hors du Système solaire. Ces deux astrophysiciens suisses travaillaient à l’aide d’un télescope de l’observatoire de Haute-Provence. Grâce aux technologies mises à leur disposition, ils ont pu constater que cette exoplanète gazeuse, d’à peu près la taille de Jupiter, tourne autour d’une étoile, 51 Pégase, dont les caractéristiques se rapprochent de celles du Soleil. Par ailleurs, ce qui reste le plus étonnant dans cette découverte, c’est que la planète se trouve très proche de son étoile. Il ne lui faut que quatre jours pour en faire le tour. Inconnu jusqu’alors, ce type de planètes prendra le nom de « Jupiter chaud », et beaucoup d’entre elles seront découvertes dans les années qui suivront.
Anniversaire d’une exoplanète : de zéro à des milliers en 20 ans
[Publié par NASA – le 6 octobre 2015]
Le 6 octobre marque le 20e anniversaire de la première découverte d’une planète en orbite autour d’une étoile semblable au soleil, ou « normale », au-delà de notre système solaire. Le 6 octobre marque le 20e anniversaire de la première découverte d’une planète en orbite autour d’une étoile semblable au soleil, ou « normale », au-delà de notre système solaire. La planète, appelée 51 Pegasi b, appartient à une classe de planètes maintenant connues sous le nom d’exoplanètes. Depuis cette découverte capitale, des milliers d’autres exoplanètes ont été découvertes dans notre galaxie. Pour plus de détails sur les événements publics prévus pour marquer l’occasion, et d’autres histoires et graphiques connexes,
À ce jour, il existe plus de 1 800 exoplanètes confirmées. Plus de 1 000 d’entre eux ont été découverts par la mission Kepler de la NASA, ouvrant grand le champ de la science des exoplanètes. Kepler a même identifié certaines planètes avec des traits semblables à la Terre, comme Kepler-452b, une planète de taille proche de la Terre trouvée dans la zone habitable d’une étoile semblable au Soleil. 
La zone habitable est la région autour d’une étoile où les températures sont idéales pour que l’un des ingrédients essentiels de la vie – l’eau – se rassemble à la surface d’une planète. Le centre de recherche Ames de la NASA, à Moffett Field, en Californie, gère les missions Kepler et K2 pour la direction des missions scientifiques de la NASA. Le Jet Propulsion Laboratory de la NASA à Pasadena, en Californie, a géré le développement de la mission Kepler. Ball Aerospace & Technologies Corporation exploite le système de vol avec le soutien du Laboratoire de physique atmosphérique et spatiale de l’Université du Colorado à Boulder.
Exoplanètes 20/20 : Retour vers le futur
Deux décennies après la découverte qui a tout déclenché- la première confirmation d’une planète en orbite autour d’une étoile semblable au soleil – les scientifiques disent que cela semblait presque incroyable à l’époque. Paul Butler se souvient d’être mort de fatigue. Geoff Marcy se souvient des cheveux dressés sur sa nuque. La découverte révolutionnaire avait été annoncée moins d’une semaine plus tôt par l’équipe européenne de Michel Mayor et Didier Queloz. Mais la nouvelle a été accueillie avec un certain scepticisme initial dans la communauté astronomique. Par un coup de chance, Marcy et Butler avaient déjà prévu une heure d’observation sur un télescope de 120 pouces à l’observatoire Lick, au sommet du mont Hamilton en Californie. Les scientifiques, qui deviendront deux des chasseurs de planètes les plus célèbres au monde, se souviennent avoir descendu ensemble la montagne en octobre 1995. Ils avaient passé quatre nuits consécutives à faire leurs observations. 
Et bien qu’un traitement supplémentaire soit nécessaire pour établir le dossier scientifique, leurs données semblaient claires et sans équivoque – et presque impossibles. Une énorme planète, au moins la moitié de la taille de Jupiter, n’était pas seulement en orbite autour de son étoile hôte plus étroitement que Mercure étreint le soleil. Il courait autour de cette étoile, faisant une orbite complète en seulement quatre jours.
La planète, appelée 51 Pegasi b, ouvrirait une nouvelle ère dans l’exploration par l’humanité de notre voisinage galactique. Ce serait le premier d’une série de « Jupiters chauds » – des planètes géantes en orbites rapides et serrées – découvertes en succession rapide. La ruée vers de nouveaux mondes propulserait Marcy, Butler et leur équipe de recherche sous les projecteurs des médias et changerait à jamais notre vision du cosmos. Mais pour le moment, sur cette route solennelle à flanc de montagne, Marcy et Butler étaient seuls avec leurs nouvelles qui changeaient le monde. « Nous savions que nous étions les seuls sur la planète à être sûrs que 51 Peg, la planète, existait vraiment », a récemment déclaré Marcy. « 
« Tout le terrain avait une sorte d’huile de serpent », a déclaré Butler dans une récente interview. « Depuis une cinquantaine d’années, il y a eu de nombreuses annonces, toutes se sont avérées fausses. Si nous allions à une réunion et disions que nous recherchions des planètes extrasolaires, nous aurions aussi bien pu dire que nous recherchions des petits hommes verts. Même Marcy a accueilli l’annonce de 51 Peg, faite lors d’une conférence scientifique à Florence, en Italie, par le maire et Queloz, avec un peu de bâillement – au début. 
Maintenant, Mayor et Queloz avaient prouvé que la technique fonctionnait. Et quelques jours plus tard, Marcy et Butler ont validé à la fois la méthode utilisée par l’équipe du maire et leur propre méthode de détection très similaire. Mais Marcy et son équipe ont réalisé quelque chose de plus. La seule chose qui les avait empêchés de battre le groupe de Mayor à cette première détection était une hypothèse parfaitement raisonnable : que les grandes planètes se déplaçaient sur des orbites majestueuses, comme les 12 années qu’il a fallu à Jupiter pour faire un tour autour du soleil. Soit ils devraient observer les étoiles pendant très longtemps, soit ils devraient affiner leur détecteur d’oscillation jusqu’à ce qu’il puisse capter les très petits changements de position d’une étoile causés par de petites planètes sur des orbites plus serrées et plus rapides. Ils travaillaient justement sur ce type de raffinement lorsque le maire a annoncé sa découverte. Plus important encore, ils avaient enregistré des observations avec leur dispositif de détection d’oscillation, connu sous le nom de spectrographe. Effectivement, quand ils ont jeté un autre coup d’œil, de grandes planètes étreignant les étoiles ont commencé à sortir de leurs données.Planètes proprement dites
Lors d’une réunion de l’American Astronomical Society en janvier 1996, Marcy a annoncé deux autres découvertes de planètes : 70 Virginis et 47 Ursae Majoris. Le premier avait une orbite de 116 jours – beaucoup plus raisonnable que les quatre jours torrides de 51 Peg – et son orbite était elliptique, ce qui la rendait peu susceptible d’être autre chose qu’une planète. L’orbite de 47 Ursae Majoris était encore plus raisonnable : 2,5 ans. Ensemble, ils ont fourni un « pont » vers notre propre système solaire, a déclaré Marcy, les planètes se comportant comme le devraient les planètes appropriées. Les découvertes ont propulsé Marcy et son équipe au rang de célébrité scientifique, avec des apparitions dans des émissions d’information nocturnes à l’échelle nationale ; leurs nouvelles planètes ont même fait la couverture du magazine Time. Et l’équipe Marcy-Butler ne faisait que s’échauffer. Les vannes ont été ouvertes. Ils ont découvert au moins 70 des 100 premières exoplanètes découvertes dans les années qui ont suivi. Leur safari pionnier de chasse aux planètes a duré une décennie. Bientôt, cependant, le paysage allait encore changer.
Le télescope spatial Kepler 
La cinquième fois, c’est le charme
Kepler est une idée originale de William Borucki du centre de recherche Ames de la NASA à Moffet Field, en Californie. Borucki, qui a pris sa retraite début juillet 2015, a insisté avec obstination pour Kepler. Au cours des années 90, ses projets de conception ont été rejetés pas moins de quatre fois. Il a finalement obtenu l’approbation de la NASA en 2001.
Mais personne ne savait ce que Kepler pourrait trouver, ni même s’il trouverait quoi que ce soit. « Nous avons lancé Kepler, dans une certaine mesure, comme Magellan ou Columbus sont allés en mer, sans trop savoir ce que nous allions rencontrer », a déclaré James Fanson, directeur adjoint de la division Instruments du Jet Propulsion Laboratory de la NASA. Fanson était le chef de projet de Kepler lors du lancement du vaisseau spatial. « Nous savions que nous allions écrire l’histoire », a-t-il déclaré. « Nous ne savions tout simplement pas quelle histoire nous allions écrire. » La surveillance des transits de Kepler a cependant porté ses fruits, identifiant plus de 4 600 planètes candidates distantes de centaines à des milliers d’années-lumière. Jusqu’à présent, 1 028 d’entre eux ont été confirmés, dont certains sont des planètes de la taille de la Terre qui orbitent dans la zone dite habitable de leur étoile, où de l’eau liquide peut exister sur une planète. Les scientifiques exploitent toujours les données de Kepler, découvrant régulièrement de nouveaux candidats planétaires et confirmant les découvertes antérieures.
Kepler lui-même a mis fin à sa mission initiale en 2013, lorsque deux des quatre roues de réaction utilisées pour maintenir le vaisseau spatial dans une position stable ont échoué. Mais l’équipe scientifique de Kepler a développé des moyens intelligents pour continuer à extraire des données utiles du télescope spatial, en s’appuyant sur la pression subtile de la lumière du soleil pour le stabiliser sur un axe. Kepler est maintenant dans sa deuxième phase de vie, et il découvre toujours des planètes. Kepler a précédé le satellite révolutionnaire COROT, une entreprise européenne lancée en 2006 qui a découvert de nombreuses planètes avant de cesser de fonctionner en 2012, y compris la première planète rocheuse trouvée en orbite autour d’une étoile semblable au soleil. COROT a utilisé la méthode du transit pour détecter les exoplanètes, et a été la première mission spatiale dédiée à cet effet. Les découvertes prolifiques qui découlent encore du télescope spatial Hubble comprennent non seulement des exoplanètes, mais des caractérisations d’atmosphères d’exoplanètes, identifiant une variété de gaz. Et le télescope spatial Spitzer a trouvé de la vapeur d’eau dans des atmosphères exoplanétaires ainsi que des conditions météorologiques. Les méthodes d’oscillation et de transit, sur lesquelles s’appuient les pionniers de l’exoplanète, sont encore utilisées aujourd’hui, ainsi que plusieurs autres techniques. Et 20 ans après la première découverte, le total des exoplanètes compte plus de 5 000 candidats, dont plus de 1 800 confirmés.
Une nouvelle réalité
La galaxie, semble-t-il, est encombrée de planètes. Pourtant, nous ne sommes pas encore en mesure de répondre à la grande question : Sommes-nous seuls ? Une nouvelle génération de télescopes dans les années et les décennies à venir, au sol et dans l’espace, continuera à chercher une réponse. Un outil critique sera le même que celui mis au point par Marcy et les autres premiers chasseurs de planètes : la spectroscopie. Ils ont utilisé cette méthode pour disséquer la lumière provenant d’étoiles lointaines, révélant leur oscillation de va-et-vient induite par la planète lorsque la lumière des étoiles était étirée et comprimée ; la nouvelle génération d’instruments fera la même chose à la lumière des atmosphères des exoplanètes. Diviser cette lumière planétaire en ses éléments constitutifs, un peu comme les couleurs arc-en-ciel de la lumière du soleil qui brille à travers un prisme, devrait révéler quels gaz et quels produits chimiques sont présents dans ces cieux extraterrestres. Et un jour, certains de ces constituants atmosphériques pourraient suggérer la présence de vie bien au-delà de la planète Terre.
Le 6 octobre 1995, lors d’une conférence à Florence, en Italie, les astronomes suisses Michel Mayor et Didier Queloz font une annonce sensationnelle : ils ont découvert la première planète en orbite autour d’une autre étoile de type solaire. Ils avaient déjà fait la fête à l’Observatoire de Haute-Provence en privé à l’été 1995, mais voulaient s’assurer qu’ils avaient éliminé toutes les sources d’erreur avant de présenter leur découverte. L’article pionnier sur « Un compagnon de masse de Jupiter pour une étoile de type solaire » a été publié le 23 novembre 1995 dans la revue Nature. En 2019, Michel Mayor et Didier Queloz ont reçu le prix Nobel de physique pour la découverte d’une exoplanète en orbite autour d’une étoile de type solaire.
Première découverte d’une exoplanète par SPHERE
L’instrument astronomique SPHERE, installé depuis 2014 sur le Very Large Telescope (VLT) de l’Observatoire européen austral (ESO) au Chili, a fait sa première découverte d’une planète autour d’une étoile autre que le Soleil, connue sous le nom d’exoplanète. Seule une poignée des 3 600 exoplanètes détectées depuis 1995 ont été observées directement de cette manière. D’une masse comprise entre 6 et 12 fois celle de Jupiter, HIP65426b est une jeune planète massive en orbite autour d’une étoile brillante en rotation rapide, située dans l’association stellaire Scorpius-Centaurus. Cette découverte, qui soulève de nouvelles questions sur la formation des systèmes extrasolaires, a été réalisée par une équipe internationale composée de scientifiques de l’IPAG (CNRS/Université Grenoble Alpes), du LAM (CNRS/Aix-Marseille Université), du LESIA (Observatoire de Paris/CNRS /Université Pierre et Marie Curie/Université Paris Diderot),1 ), le CRAL (Université Claude Bernard Lyon 1/ENS Lyon/CNRS) et l’ONERA. Les résultats paraîtront bientôt dans l’édition d’Astronomy & Astrophysics.
https://www.jpl.nasa.gov/news/exoplanet-anniversary-from-zero-to-thousands-in-20-years
https://exoplanets.nasa.gov/news/208/exoplanets-2020-looking-back-to-the-future/
https://nccr-planets.ch/media-outreach/20th-anniversary/
http://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?feature=4666
https://www.cnrs.fr/en/first-discovery-exoplanet-sphere