L’étude des exoplanètes a très largement progressé depuis 1995. Grâce aux observatoires basés au sol et aux instruments en orbite, comme Kepler, nous comptabilisons aujourd’hui – au 1er janvier 2018 – 3 726 exoplanètes confirmées dans 2 792 systèmes. Grâce au déploiement d’une toute nouvelle génération d’instruments, les scientifiques s’attendent à ce que de nombreuses découvertes soient possibles dans les années à venir.
Parmi eux figure bien sûr le très attendu télescope spatial James Webb de la NASA (JWST), ainsi que plusieurs observatoires terrestres de nouvelle génération. Si l’idée est encore et toujours de déceler la présence de nouveaux mondes, ces nouveaux instruments pourront également nous révéler de nouveaux détails fascinants. Une récente étude menée par des chercheurs de l’Université de Columbia (États-Unis) indiquait par exemple il y a quelques jours qu’il pourrait être bientôt possible d’étudier les élévations de surface sur des exoplanètes. Pour ce faire, les scientifiques comptent utiliser la méthode des transits, aussi appelée méthode du transit planétaire. En d’autres termes, nous pourrions déceler la présence de montagnes.
La méthode des transits est actuellement le moyen le plus populaire et fiable pour détecter les exoplanètes. L’idée générale consiste à étudier la courbe de lumière des étoiles lointaines sur une période prolongée, en étant à l’affût de creux périodiques de luminosité. Ces creux sont le résultat d’exoplanètes – en transit donc – passant entre l’étoile et l’observateur. En mesurant le temps et la vitesse d’obscurcissement de la lumière de l’étoile, les astronomes peuvent non seulement déterminer la présence d’exoplanètes, mais également examiner plus précisément leur taille et leurs périodes orbitales. Selon les chercheurs, cette même technique pourrait également révéler la présence de caractéristiques géographiques – par exemple, des chaînes de montagnes, des volcans, des tranchées et des cratères sur ces mondes lointains.
C’est un peu comme si la méthode des transits pouvait projeter l’ombre d’une planète par rapport à celle d’une étoile. Si formations montagneuses ou gouffres massifs il y a, d’infimes variations pourraient alors être décelées sur cette ombre projetée, pas tout à fait circulaire en raison de la topographie. Pour tester cette théorie, les scientifiques ont considéré les planètes dans le système solaire comme des modèles de la façon dont la diffusion de la lumière pendant un transit pourrait révéler des caractéristiques à grande échelle.
En fin de compte, les chercheurs ont alors considéré qu’une planète comme Mars était le cas idéal du fait de sa petite taille, de sa faible gravité de surface et de son volcanisme interne actif. Lorsqu’elle est associée à une étoile naine blanche, une telle planète présente le cas optimal pour l’utilisation de courbes de lumière visant à déterminer une topographie. À une distance d’environ 0,01 UA (qui serait dans la zone habitable d’une naine blanche), ils ont aussi calculé qu’une planète de la taille de Mars aurait une période orbitale de 11,3 heures. Cela permettrait d’observer de nombreux passages sur une période d’observation relativement courte.
Sur la base de leurs estimations, les chercheurs concluent que les différents super-télescopes qui devraient être mis en service dans les années à venir seraient à même de pouvoir déceler ces topographies extrasolaires particulières. Ceux-ci comprennent notamment le télescope OverWhelmingly Large (OWL) de l’ESO, un télescope optique et infrarouge de 100 mètres qui s’appuiera sur le succès du Very Large Telescope (VLT) et du futur Extreme Large Telescope (ELT). Actuellement mis en service par un consortium international, citons également le télescope Colossus, un instrument optique et infrarouge de 74 mètres . Une fois opérationnel, il sera le plus grand télescope optimisé pour détecter la vie extrasolaire, et éventuellement les civilisations extraterrestres.
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