1ère S.2 KHAFIF Linda FERRERO Emilia Une vie possible au-delà des frontières terrestres ? Voir plus loin Les Exoplanètes Autour de nous o La planète rouge o Système jovien Jupiter Les quatre principaux satellites Joviens Io Ganymède Callisto Le cas du satellite Europe Les exoplanètes Depuis quelques décennies, nous entendons de plus en plus souvent parler d’« exoplanètes », ou « planètes extrasolaires ». Avec l’évolution des technologies terrestres en termes d’exobiologie, nous avons effectivement de nos jours la possibilité d’observer indirectement de lointains mondes. Ainsi, la recherche de vie dite « extraterrestre » peut désormais se faire au-delà de notre Système Solaire, parfois au fin fond même de la Voie Lactée ! Néanmoins, en comparaison avec l’immensité de l’Espace et notre galaxie, les planètes ainsi découvertes se situent relativement proches de nous, terriens. Diverses méthodes de détection de corps célestes éloignés de notre Terre ont été mises au point durant ce dernier siècle. Ainsi, aujourd’hui, les scientifiques ne s’arrêtent plus à la simple théorie faute de technologies suffisamment avancées, mais tentent par tous les moyens mis à leur disposition d’appliquer les diverses techniques que nous connaissons actuellement. Un objectif primordial de cette recherche mondiale reste la quête de planètes « habitables », sur lesquelles pourrait se trouver de l’eau sous forme liquide. Sur les plus de 899 exoplanètes connues de à ce jour (soit au 30 juin 2013), sept pourraient être potentiellement habitables. Il s’agit effectivement de : Gliese-581d, découverte en 2007, planète à l’épaisse atmosphère de CO2 où règnent des pressions écrasantes bien que les températures y soient clémentes ; Gliese-581g, située à environ 20,3 années lumières de la Terre, possèderait une très forte similarité avec notre planète, ainsi la probabilité d’habitabilité de cet astre découvert en septembre 2010 est élevée ; Année scolaire 2012-2013 http://tpe.viesureurope.free.fr 1 1ère S.2 KHAFIF Linda FERRERO Emilia Kepler-22b, cette exoplanète, observée en décembre 2011, serait deux fois plus grande que notre planète bleue, selon certains chercheurs il se pourrait même qu’elle soit recouverte d’un immense océan ; Tau-Ceti-e, extraplanète découverte en décembre 2012, serait dotée d’une atmosphère très proche de la nôtre bien que plus épaisse, un effet de serre pourrait ainsi s’y produire. Etant située relativement proche de son étoile Tau-Citi-e possèderait une température à sa surface avoisinant les 70°C, si une vie s’y développait, ces organismes seraient donc très certainement thermophiles ; Gliese-667Cc, aussi surnommée « Jumelle de la Terre » a été aperçue pour la première fois en février 2012, un observateur se trouvant à sa surface pourrait voir en son ciel trois « soleils » dont deux lointains paraissant donc visuellement de petite taille, et un gros, d’un diamètre deux fois supérieur à notre Soleil (soit environ 2 X 1.391.000 km) ; Gliese-163c, découverte mi-septembre 2012, elle orbiterait autour d’une naine rouge et possèderait une masse d’environ sept fois celle de la Terre (soit 76.1024 kg). HD-40307g, exoplanète potentiellement habitable dernièrement découverte, soit début novembre 2012, celle-ci recevrait un taux d’ensoleillement similaire à celui de notre planète. Diverses méthodes de détection d’extraplanètes ont vu le jour ces dernières années. Certaines plus récentes que d’autres ont notamment permis une augmentation exponentielle du nombre total de planètes connues. Jusqu’à présent, les méthodes de détection de planètes extrasolaires sont indirectes, en effet, on déduit leur présence des effets qu’elles induisent sur leur étoile-hôte. Parmi les plus populaires de ces méthodes, bien qu’il en existe d’autres, nous pouvons citer : La spectrométrie des vitesses radiales : Tout au long de son orbite, la planète exerce une attraction gravitationnelle sur son étoile et réciproquement. L’étoile est alors entraînée dans un léger mouvement de rotation autour d’un point appelé « centre de masse » du système étoile-planète. Ainsi, l’étoile s’approche et s’éloigne alternativement d’un observateur terrestre par un léger mouvement de va et vient. Bien que presque invisible à l’œil nu, elle paraît davantage bleue lorsqu’elle Année scolaire 2012-2013 http://tpe.viesureurope.free.fr 2 1ère S.2 KHAFIF Linda FERRERO Emilia s’approche et davantage rouge lorsqu’elle s’éloigne, cela est perçu de manière tangible dans son spectre lumineux. Ceci est dû au phénomène de Doppler-Fizeau : en effet, en s’éloignant de l’observateur, son spectre de lumière se décale vers les grandes longueurs d'ondes, soit vers le rouge, et en se rapprochant il se dirige vers les petite longueurs d’onde, donc le bleu. La majorité des planètes extrasolaires ont été découvertes par cette méthode, qui permet notamment de fournir la masse de ces dernières. Le transit astronomique : Ici, la planète est repérée lorsqu’elle est en transit primaire, soit lorsqu’elle passe devant son étoile, par ce passage, elle diminue légèrement l’éclat de celleci : cette variation permet de connaitre la taille de la planète (qui est proportionnelle à la baisse d’éclat enregistrée), ainsi que sa composition chimique par analyse de la lumière ayant traversé l’atmosphère du corps en question, soit par analyse du spectre lumineux de l’astre (grâce notamment aux signatures chimiques). L’imagerie directe : Il s’agit de l’une des rares, si ce n’est l’unique, méthodes de détection d’exoplanètes directes, elle consiste à isoler la lumière d’une planète de celle de son étoile. Cette technique est la plus compliquée. Une trentaine de planètes ont été découvertes par ce moyen. La lentille gravitationnelle : En passant devant une étoile lointaine, une planète (orbitant autour de son étoile) semble plus lumineuse aux yeux d’un observateur terrestre. L’albédo : Il s’agit d’une méthode théorique consistant à mesurer la quantité de lumière stellaire réfléchie par la planète par rapport à celle de la lumière reçue. Des phénomènes de phases analogues à celles de la Lune permettent leur observation. Année scolaire 2012-2013 http://tpe.viesureurope.free.fr 3 1ère S.2 KHAFIF Linda FERRERO Emilia Les exoplanètes ont été classées dans cinq catégories différentes en fonction de leur masse. On observe une prédominance de planètes « géantes », du gabarit de Jupiter : celles-ci sont effectivement plus simples à détecter avec les moyens dont nous disposons actuellement. Cependant, l’amélioration des techniques nous apporte davantage de possibilités de découverte d’exoplanètes de tailles inférieures. Equation de Drake En 1961 a lieu la 1ère conférence sur la communication interstellaire à Green Bank. Frank Drake y propose une formule destinée à nous interroger à propos du nombre de civilisations capables de potentiellement communiquer avec nous. Il s’agit d’une formule théorique, « plus un outil destiné à faire réfléchir qu’une véritable équation mathématique ». N = R*. fp. ne. fl. fi. fc. L N = nombre de civilisations susceptibles de communiquer dans la galaxie R* = taux de formation d’étoiles par an dans la galaxie fp = fraction de ces étoiles comportant des systèmes planétaires ne = nombre de planètes par système planétaire susceptibles d’abriter la vie fl = fraction de planètes de ne sur lesquelles la vie est apparue fi = fraction de planètes de fl sur lesquelles la vie a évolué vers l’intelligence et le développement d’une civilisation fc = fraction de planètes de fi sur lesquelles les civilisations cherchent à communiquer vers d’autres planètes et ont développé une technologie permettant de se signaler dans l’espace L = durée de vie moyenne d’une telle civilisation (Les valeurs de ces paramètres sont quasi impossibles à déterminer (sauf R * qui est approximativement connu), selon des valeurs testées très fluctuantes N varierait de 1 à plusieurs millions.) Les découvertes d’exoplanètes effectuant un bond grandissant ces dernières années, il est difficile de Annéeconnaitre scolaire avec exactitude le nombre d’extraplanètes découvertes jusqu’alors. En effet, ces chiffres http://tpe.viesureurope.free.fr 2012-2013 peuvent être modifiés à tout moment, sans oublier de plus, qu’un certain nombre de corps extrasolaires 4 aperçus doivent encore prouver leur existence à nos chasseurs de planètes ! En outre, comme le laisse présager l’équation de Drake, célèbre formule visant à envisager le nombre