Exoplanète

Une exoplanète, ou planète extrasolaire, est un objet qui orbite autour d’une étoile autre que notre Soleil. La définition semble à première vue simple, mais les recherches menées à l’heure actuelle s’efforcent d’en trouver une plus raffinée qui fasse l’unanimité, car la communauté astronomique peine à s’entendre sur ce point.

Qu’est-ce qu’une exoplanète ?

« Une exoplanète est un objet de masse comparable à Jupiter, ou plus léger, qui tourne autour d’une autre étoile », énonce prudemment Étienne Artigau, chercheur à l’iREx. Une telle prudence est requise : deux grandes écoles de pensée divisent les exoplanétologues sur la question.

D’un côté, on avance qu’une planète est un astre dont la masse est inférieure à 13 fois à celle de Jupiter. Pourquoi cette limite ? En deçà de cette masse, la physique prédit qu’aucun objet astronomique ne peut entretenir des réactions de fusion nucléaire en son cœur; au-dessus de celle-ci, les atomes de deutérium peuvent se combiner pour former de l’hélium. Cette limite est toutefois imprécise et certaines exoplanètes sont réputées avoir près de 25 fois la masse de Jupiter.

D’un autre côté, on propose qu’une planète est un objet qui se forme dans un disque et qui est gravitationnellement lié à une étoile, c’est-à-dire qu’il a une orbite fermée autour de son étoile-hôte. Cette définition exclut d’emblée une catégorie d’astres découverts récemment et appelés planètes orphelines (« free floaters » ou « rogue planets » en anglais), c’est-à-dire des objets de masse planétaire qui vagabondent librement dans l’espace. Ces derniers sont-ils issus d’un système planétaire qui ont par la suite été éjectés dans l’espace ou s’agit-il de planètes s’étant formées d’elles-mêmes à la suite d’un collapse gravitationnel ? La question est encore ouverte.

Le zoo des exoplanètes

Si la définition d’une exoplanète est loin de faire l’unanimité, la communauté astronomique s’entend cependant sur l’impossibilité à l’heure actuelle de classifier ces astres. « Les exoplanètes sont probablement la sorte d’objets la plus diversifiée connue en astronomie », de dire Étienne Artigau. La palette des caractéristiques physiques de ces objets, telles la masse, le rayon, la densité, la température de surface ou la composition chimique de leur atmosphère, montre une incroyable variété de possibilités. On passe des « Jupiter chaudes », à très grande proximité de leur étoile, aux « super-Terres », planètes rocheuses dont la masse est légèrement supérieure à celle de notre planète.

Revoir notre conception du système solaire

En 2006, l’Union astronomique internationale a révisé la classification des planètes et leurs définitions. Une nouvelle classe d’objets, les planètes naines, à laquelle appartient désormais Pluton, a fait son apparition, reflétant un changement dans notre façon de concevoir le système solaire. À la lumière des quelque 2000 planètes extrasolaires découvertes à ce jour, cette conception est une fois de plus mise à l’épreuve avec la vaste étendue de ces objets et leurs processus de formation.

HD219134b-NASA-JPL-Caltech

Image : vue d’artiste de HD 219134 b, une « super-Terre » de 1,6 fois le rayon de la Terre. Crédit : NASA/JPL/Caltech.