Nobel de physique : comment la découverte de l'exoplanète "51 Pegasi b" a révolutionné la connaissance de l'Univers

Le Nobel de physique a distingué mardi 8 octobre trois chercheurs, les astronomes suisses Michel Mayor (Université de Genève) et Didier Queloz  (Université de Cambridge) et l’astrophysicien canado-américain James Peebles (Université de Princeton). Les deux premiers ont révélé le 6 oct. 1995 l'existence de 51 Pegasi b, la première planète découverte en dehors du Système solaire, depuis l'observatoire du CNRS en Haute-Provence. Le troisième, quant à lui, a mis ses pas dans ceux d'Einstein pour éclairer nos connaissances sur les origines de l'Univers. "Leurs travaux ont changé à jamais nos conceptions du monde", a affirmé Göran Hansson, secrétaire général de l'Académie royale des sciences de Suède, lors de son discours.

Pour en savoir plus sur la portée de la découverte de ces deux astronomes helvètes, LCI a contacté l’astrophysicien Alain Lecavelier des Etangs, directeur de recherche CNRS à l’Institut d’astrophysique de Paris.

LCI : Tout d'abord, pouvez-vous nous expliquer ce qu’est une exoplanète ?

Alain Lecavelier des Etangs : Il s'agit d'une planète qui tourne autour d’une étoile autre que notre Soleil. En 1995, lors de la découverte de 51 Pegasi b, le terme ‘exoplanète’ n’existait pas. Il n’est apparu qu'au début des années 2000. Auparavant, nous utilisions le terme de ‘planète extrasolaire’. Aujourd’hui, vingt-quatre ans après la découverte de Mayor et Queloz, nous avons détecté plus de 4.000 mondes exotiques situés en dehors de notre Système solaire.

Comment les deux nobelisés ont-ils fait pour détecter 51 Pegasi b ?

Alain Lecavelier des Etangs : Pour repérer une exoplanète, il existe plusieurs techniques. Etant donné qu'il est impossible d’observer ces mondes lointains avec un télescope du fait de leur éloignement, nous devons déduire leur présence de manière indirecte. La méthode utilisée par Mayor et Queloz a consisté à détecter les effets de gravitation qu’exerce la planète sur son étoile. La seconde technique consiste à repérer une infime baisse de luminosité de l’étoile au moment où la planète passe devant, ce qu’on appelle un transit.

Pour le dire plus simplement, 51 Pegasi b tourne autour de son soleil du fait de l’attraction produite par celui-ci et inversement. Or, au cours de sa révolution, ce corps fait légèrement osciller son étoile. Et c’est ce mouvement qui a été détecté en 1995 par les deux astronomes suisses, mettant ainsi en évidence la présence d’un objet. Ils ont pu ensuite déterminer sa masse et sa période orbitale, c’est-à-dire le temps que 51 Pegasi b met pour en faire le tour. 

Que sait-on aujourd'hui de ce monde lointain situé à environ 50 années-lumière de nous ?

Alain Lecavelier des Etangs : En 2015, l’Union astronomique internationale (UIA) lui a donné un autre nom : Dimidium, qui signifie "une moitié" en latin, du fait de sa taille qui représente la moitié de la masse de Jupiter. Quant à son étoile, 51 Pegasi, elle a été nommée "Helvetios", en référence à la nationalité des découvreurs de sa planète.

Plus généralement, Dimidium est une planète géante gazeuse qui tourne autour d’une étoile similaire à notre Soleil. Elle met quatre jours pour en faire le tour. La distance qui la sépare de son étoile est vingt fois inférieure à celle qui sépare la Terre du Soleil. Ce corps céleste est donc pour ainsi dire une véritable fournaise. Pour se faire une idée, 51 Pegasi b reçoit 400 fois plus d’énergie de son étoile que la Terre n'en reçoit du Soleil. 

Plus globalement, en quoi cette découverte a-t-elle révolutionné notre connaissance de l’Univers ? 

Alain Lecavelier des Etangs : Avant l’annonce de la découverte de 51 Pegasi b, l’existence des exoplanètes n’était donc qu’une hypothèse. Leur découverte a révolutionné l’astrophysique. Surtout, elle a marqué le début d’une nouvelle ère pour la compréhension de l’Univers.

Les travaux de Mayor et Queloz ont été moteurs pour l’approfondissement des connaissances sur la diversité des mondes présents dans l’univers observable. Le but n’est pas de se rendre sur place, ce qui serait de toute façon impossible avec les technologies dont nous disposons actuellement, mais de les étudier pour comprendre ce qu'il s’est passé sur la Terre il y a 4 milliards d’années. Et qui sait, peut-être un jour, nous permettre de répondre à cette grande question : sommes-nous vraiment seuls dans l’Univers ?