Document 1 Détecter des planètes en dehors du système solaire est

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Détecter des planètes en dehors du système solaire est une entreprise extrêmement difficile
avec des méthodes d’observation traditionnelles. D’abord parce que les planètes n’émettent
guère de lumière par elles-mêmes et ne sont donc visibles que par réflexion de l’éclat de leur
étoile. Ensuite, parce que ces planètes se trouvent à proximité d’une étoile qui, elle, émet
énormément de lumière et va complètement noyer le faible éclat de la planète. Enfin, parce
que le problème de la turbulence atmosphérique va comme d’habitude rendre les mesures
beaucoup plus difficiles pour les télescopes terrestres.
La méthode dite des vitesses radiales s’appuie sur les perturbations que cause une planète sur
les mouvements de son étoile. En effet, la présence d’une planète autour de l’étoile entraîne
un mouvement périodique de l’étoile autour du centre de gravité du système étoile-planète.
On ne peut détecter des variations de position de l’étoile mais la méthode des vitesses radiales
cherche à mesurer des petites variations de vitesse. Ces variations de vitesse le long de notre
lignée de visée se traduisent par effet Doppler par de légers déplacements en longueurs
d’ondes du spectre apparent de l’étoile.
Il suffit (!) donc d’identifier certaines raies de ce spectre et d’observer les faibles changements
de leurs longueurs d’ondes avec le temps pour en déduire la présence d’une perturbation
gravitationnelle par un autre corps. Ces fluctuations sont toujours très faibles, cela limite la
méthode des vitesses radiales aux planètes les plus massives et plus proches de leur étoile que
Mercure de notre Soleil.
On enregistre des spectres de raies par des observations successives d'étoiles candidates, sur
des cycles de plusieurs nuits à plusieurs époques. Une analyse élaborée de ces spectres permet
de mettre en évidence les faibles variations de la position des raies du spectre de certaines de
ces étoiles. Des très faibles oscillations périodiques de la longueur d'onde observée des raies,
interprétées par l'effet Doppler, sont l'indice de la rotation de l'étoile autour du centre de
gravité d'un système étoile-planète.
Le déplacement des raies sombres dans le spectre de l'étoile est la signature du mouvement de
la planète et de l'étoile autour de leur centre de gravité.
Emmanuel Pécontal, Observatoire de Lyon
Document 2 : variation de la vitesse radiale de
l’étoile 51 Pegasi dans la constellation de Pégase
Document 3 : décalage des raies d’absorption
Par convention, une vitesse radiale positive indique que l’objet s’éloigne.