La quête des exoplanètes :51 Peg b la première découverte
1995, année des premiers résultats de la vélocimétrie
Au début des années 1990, plusieurs équipes se lancent dans une étude systématique de compagnons de faible masse orbitant autour d’étoiles proches de type solaire. Les objets recherches sont des exoplanètes, mais aussi des naines brunes, ces embryons d’étoiles dont la masse, inferieure a 0,08 fois la masse du Soleil, n’a pas été suffisante pour permettre le démarrage des réactions de fusion de l’hydrogène en hélium. Cette masse correspond a environ 80 fois la masse de Jupiter; la détection des naines brunes est donc a priori plus facile – ou moins difficile… – que celle des exoplanètes.
Trois équipes sont particulièrement impliquées dans cette recherche: celle des Canadiens Bruce Campbell et Gordon Walker, celle de Geoffrey Marcy et Paul Butler, aux Etats-Unis, et enfin celle de Michel Mayor et Didier Queloz, de l’Observatoire de Genève. Les Canadiens font figure de pionniers dans le développement de l’instrumentation associée a cette recherche; ils ont annonce en 1994 une détection qui n’a pas été confirmée par la suite. En 1994, Marcy annonce qu’après deux ans de recherches, l’étude d’un tiers de son échantillon d’étoiles s’est soldé par un résultat négatif. Pendant ce temps, l’équipe suisse a entrepris une étude systématique à partir d’un nouveau spectromètre à haute résolution installé au télescope de 1,93 m de l’Observatoire de Haute-Provence, dans le midi de la France.
C’est elle qui annonce, à l’automne 1995, la première découverte d’une exoplanète autour d’une étoile de type solaire, 51 Pegase, âgée de 7 milliards d’années. Son compagnon se trouve doté d’une masse au moins égale à la moitié de celle de Jupiter et il orbite autour de son étoile avec une période de 4,2 jours seulement. C’est dire que sa distance à l’étoile n’est que de 0,05 UA, le vingtième de la distance Soleil-Terre ! Dans les semaines qui suivent, Marcy confirme la découverte et annonce la détection de deux autres exoplanètes, situées respectivement autour des étoiles 47 UMa et 70 Vir, sur des orbites fortement elliptiques. Avec des masses au moins égales à 2,6 et 7 fois celle de Jupiter, elles sont situées à des distances moyennes de 0,5 et 2 UA de leur étoile.
Dès les premières détections, il était donc clair que les astronomes étaient en présence de systèmes exoplanétaires très différents du système solaire, et cette tendance n’a fait que se confirmer depuis…
Vidéo : La quête des exoplanètes :51 Peg b la première découverte
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