L’incroyable découverte de la planète Tatooine, réveillez le Jedi qui sommeille en vous

Kepler-16b, c’est une planète rare qui tourne autour de deux étoiles à la fois. C'est aussi ce qu'on appelle une exoplanète. Elle vient d’être à nouveau détectée par l’Observatoire de Haute-Provence, sous la tutelle du CNRS. Et si vous n’y comprenez rien, on vous explique tout.

Kepler-16b pourrait être renommée Tatooine car c’est un endroit où l’on verrait exactement la même vue que Luke Skywalker : une atmosphère plongée dans le brouillard avec, dans le ciel, deux couchers de soleil bien distincts.

Non, vous ne rêvez pas, la réalité dépasse bien la fiction. Et si l’astronomie vous apparaît comme un univers totalement inconnu, cet article est fait pour vous.

L'essentiel de l'astronomie

Reprenons dès le début et posons les bases. Notre planète Terre tourne autour d’une étoile, le soleil. Si l’étoile, plus grosse, émet de la chaleur et de l’énergie, la planète, elle, plus petite, les reçoit.  

Notre système solaire comporte huit planètes qui sont en orbite autour du soleil : Mercure, Vénus, la Terre, Mars, Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune (de la plus proche à la plus lointaine).

Et les étoiles qu’on observe dans le ciel, tard dans la nuit, sont des astres semblables au soleil. Ces boules denses en énergie nucléaire apparaissent petites, mais c’est en réalité juste parce qu’elles sont extrêmement éloignées. Elles peuvent donc être aussi grosses que le soleil voire beaucoup plus pour de nombreuses d’entre elles.    

La question est donc : Est-ce que les étoiles, autres que le soleil, n’ont pas elles aussi des planètes qui gravitent et tournent autour d’elles ? 

À laquelle s’ajoutent de nombreuses interrogations : Quelles sont les propriétés des planètes au-delà du système solaire ? Certaines sont-elles semblables à la Terre ? Y-a-t-il une vie extra-terrestre ? Tout se bouscule, mais surtout fascine.  

La bonne nouvelle c'est que, d’un point de vue scientifique, des réponses ont été apportées avec la découverte de ces exoplanètes (planètes qui orbitent autour d’une autre étoile que le Soleil).  

Pendant longtemps, personne n’a réussi à les détecter. Et quand on émettait l’hypothèse de leur existence, on se faisait brûler vif. En tout cas, c’est ce qui est arrivé au philosophe napolitain Giordino Bruno en 1600. Un grand visionnaire mais  hélas, aussi, un martyr de la science. 

Des siècles plus tard, sa théorie sera vérifiée. En 1995, la première planète extrasolaire (exoplanète) est détectée par deux astronautes suisses, Michel Mayor et Didier Queloz, depuis l’Observatoire de Haute Provence. Une incroyable découverte qui leur a d’ailleurs valu le prix Nobel de physique 2019. On la baptise 51 Pegasi b (reprenant le nom de la constellation).

Ainsi, en 20 ans, près de 5.000 exoplanètes sont découvertes. La méthode la plus simple, celle de l’imagerie directe, est la suivante : "On prend un gros télescope, on grossit et on voit que le petit point tourne autour de l’étoile. Mais, en réalité, la planète étant trop loin et l’étoile émettant trop de lumière, cela revient à observer, à 1000 kilomètres, un oiseau qui tourne autour d’un phare. Pas facile à détecter..." nous explique Guillaume Herbrard, astronome à l'Observatoire de Haute-Provence.

Kepler 16-b : Une détection rare et difficile 

Elle l'est encore plus, si on apprend que beaucoup d’étoiles sont binaires, c’est-à-dire qu’elles tournent l’une avec l’autre. Alors, trouver une planète qui tourne autour d’une étoile double, mission impossible ? Vous risquez d'être surpris. 

En 2011, le satellite (télescope spatial) Kepler (qui donnera son nom à la planète) réussit l’impensable. Il détecte une forme qui passe devant chacune des deux étoiles de temps en temps car la lumière diminue à ce moment-là. Il en déduit alors qu’il s’agit d’une des premières planètes circumbinaires identifiées (planète qui orbite autour d’une étoile binaire).

D'après les analyses, Kepler 16-b fait le tour de l’ensemble des deux étoiles en 228 jours. 

Février 2022. Ce qui a pu être distingué dans l’espace est reconfirmé sur terre, près de Forcalquier et de Manosque, depuis l'Observatoire de Haute-Provence. 

Une technique encore plus développée et puissante amène une équipe internationale de 33 scientifiques, dirigée par le français Amaury Triaud, à redétecter cette planète : la méthode des vitesses radiales. Une méthode historique, moins coûteuse que l'utilisation de satellites spatiaux.

"On peut préciser le mouvement de l’étoile avec la vitesse radiale, c’est-à-dire la vitesse entre nous et l’étoile, se rapproche-t-elle ou s’éloigne-t-elle ?" indique Guillaume Hebrard, astrophysicien et directeur de recherche au CNRS à l’Observatoire de Haute-Provence.  

Les astronomes observent un changement dans la vitesse d'une étoile lorsqu'une planète tourne autour d'elle. 

"Avec un télescope terrestre, on observe les deux étoiles. Leur lumière est analysée et, à l’aide du spectroscope Sophie, on peut mesurer leur mouvement de la même manière qu’un radar fonctionne sur les autoroutes" poursuit l’astronome. 

L’équipe, en étroite collaboration avec l'université de Birmingham et le laboratoire d’Astrophysique de Marseille, arrive alors à déterminer que ces étoiles (qui s’attirent en raison de la gravité) tournent l’une autour de l’autre en 41 jours. Et, découverte supplémentaire, la planète fait même bouger les étoiles.  

À quoi ressemble cette mystérieuse planète ? 

Cette méthode permet également de mesurer une des propriétés fondamentales d’une planète : sa masse. Celle de Kepler-16b fait le tiers de celle de Jupiter (planète 10 fois plus grosse que la Terre) mais son rayon est à peine plus petit que lui.

C’est une géante gazeuse, soit une planète composée essentiellement de gaz légers tels que l’hydrogène et l’hélium, comme Jupiter. Pour faire simple, on ne pourrait pas marcher à sa surface car c’est une sorte d'atmosphère. À l’inverse, la Terre est une planète solide (ou tellurique).  

On imagine alors tout un tas de scénarios de science-fiction, notamment celui dans la fameuse Guerre des étoiles. "Ce fut le graal pour mes collègues ! Lorsqu’ils ont découvert cette planète, ils ont tout de suite fait référence à Luke Skywalker. C’est la première fois qu’on était face à un phénomène aussi intéressant et difficilement détectable ! C’est toujours agréable, surtout quand on sent qu’il y a une avancée significative et là, c’est le cas !" s'exclame Guillaume Hébrard, au bout du fil.

Cela représente cinq années d'observations. Kepler-16b est la première planète circumbinaire détectée par la méthode des vitesses radiales et la seule connue actuellement dans ce cas.

Guillaume Hébrard

L'équipe prévoit de poursuivre ses observations en cherchant des planètes circumbinaires inconnues jusqu'à présent et de contribuer à répondre aux questions concernant la formation des planètes.