La première planète tournant autour d'une autre étoile que le Soleil a été découverte en 1995 depuis l'observatoire de Haute-Provence par les Suisses Michel Mayor et Didier Queloz. C'est en utilisant un spectrographe pour étudier les oscillations dans la lumière émise par une étoile que les astronomes ont détecté, presque involontairement, la présence de Pegasi 51 B (du nom de l'étoile autour de laquelle elle tourne) à une quarantaine d'années-lumière de la Terre.
En tournant, la planète imprimait à son astre central un mouvement régulier de balancier et produisait des effets sur la luminosité de l'étoile.
Aujourd'hui, aucun télescope au monde, qu'il soit spatial ou terrestre, n'est en mesure de restituer l'image d'une planète extra-solaire : la luminosité de l'étoile, masquant la planète, la rend quasiment invisible. Les astronomes en sont donc réduits à utiliser des méthodes de repérage dites “indirectes“ (observation et mesure des mouvements imprimés par la planète à son étoile ou étude des effets produits sur la luminosité de l'astre lui-même).
Les planètes ne sont pas rares
Depuis 1995, les découvertes de planètes extra-solaires se sont succédées et on en recense aujourd'hui une cinquantaine, principalement repérées par les équipes de Michel Mayor et Didier Queloz en Europe et celle de Geoffrey Marcy et Paul Butler aux États-Unis. Deux étoiles (Upsilon d'Andromède et HD 83 443 dans la constellation Vela) possèdent même de véritables systèmes planétaires constitués de deux ou trois planètes.
Dans un premier temps, les exoplanètes découvertes étaient surtout des géantes gazeuses de masse proche de celle de Jupiter, de période courte et gravitant très près de leur étoile, contrairement à ce que l'on observe dans le système solaire. Mais les dernières découvertes, rendues publiques en août 2000, concernent majoritairement des planètes moins massives, à période plus longue et plus éloignées de leur étoile, comme celle qui gravite autour d'Epsilon Eridani, à seulement 10,8 années-lumière de la Terre.
Par ailleurs, on trouve des planètes autour d'étoiles qui ne ressemblent pas du tout au Soleil, en l'occurrence des étoiles doubles et des étoiles de très petite masse (appelées naines rouges). Ce qui fait penser que les planètes ne sont pas des astres rares, comme on le croyait auparavant.
A la recherche d'exoplanètes de type terrestre
Il reste maintenant aux “chasseurs de planètes“ à élargir leurs observations à d'autres types de planètes, plus petites, plus denses, dotées d'une surface solide et susceptibles d'abriter des formes de vie... Ils auront besoin pour cela d'utiliser des méthodes et des instruments plus puissants qu'aujourd'hui. De nombreux programmes d'observation sont en préparation en Europe et aux États-Unis.
A l'initiative du CNES (Centre national d'études spatiales), le programme Corot prévoit en 2004 une mission spatiale d'observation concernant 50 000 étoiles, à l'aide d'un appareillage de photométrie de haute précision installé en orbite polaire et capable de déceler les minuscules baisses de luminosité d'une étoile devant laquelle passe une planète. Objectif : repérer quelques dizaines de planètes telluriques. Dans la même optique, le projet Darwin mis au point par l'Agence spatiale européenne et son homologue américain, le projet TPF (Terrestrial Planet Finder) de la Nasa prévoient, dans les années 2012-2020, d'envoyer dans l'espace des télescopes montés en réseau dont les signaux lumineux combinés permettront l'obtention d'une image d'une résolution comparable à celle d'un supertélescope. Dès 2005, la Nasa devrait expérimenter, lors de la mission Space Technology 3, quelques éléments du dispositif prévu pour TPF. La mission Darwin, elle, devrait déployer dans l'espace dès 2012 ses six télescopes de 1,50 mètre pour former un cercle de 50 mètres de diamètre. Son but : observer les étoiles dans l'infrarouge. Prévue pour une durée de cinq ans, Darwin permettra aussi de détecter des traces d'ozone, marqueur trahissant la présence d'oxygène, donc de vie, dans l'atmosphère des exoplanètes.
Mais même avec Darwin, les exoplanètes n'apparaîtront que sous la forme de petits points colorés et lumineux. Pour “voir“ vraiment une nouvelle Terre de la même façon qu'une sonde nous permet actuellement d'examiner le relief de Mars, il faudra sans doute attendre la mise au point et le lancement à l'horizon 2030 d'hypertélescopes spatiaux.