Diversité des observations et richesse des résultats

Les campagnes d'observation en cours

Il y avait en juillet 2012 plus d'une centaine de programmes de recherche d'exoplanètes en cours ou en projet. Parmi les 90 projets qui utilisent des instruments au sol, plus de 20 ont déjà donné lieu à des détections. Parmi la vingtaine de projets spatiaux opérationnels ou en projet, 4 ont déjà donné des résultats, Corot et Kepler par la méthode des transits, le Hubble Space Telescope en astrométrie et le satellite infrarouge Spitzer qui détecte l'émission thermique de la planète en spectroscopie.

Les projets du sol privilégient aujourd'hui la technique des transits alors que la majorité des exoplanètes découvertes l'ont été par la méthode des Vitesses Radiales (VR). L'observation d'un transit aboutit à la détection de planète mais peut aussi donner des informations sur sa taille et la composition de son atmosphère. Au-delà des techniques de VR et de transit, d'autres projets recherchent l'émission directe des planètes, soit en imagerie visible, millimétrique ou sub-millimétrique, soit en détection radio, soit avec de la photométrie, de la spectroscopie ou de la spectro-polarimétrie.

Quelques projets du sol recherchent des signatures d'exoplanètes par astrométrie ou micro-lentilles gravitationelles. Les projets de l'espace privilégient l'astrométrie et les techniques des transits mais exploitent aussi les fenêtres infrarouges, inaccessibles du sol, pour faire de la photométrie, de l'imagerie et de la spectroscopie.

Les planètes découvertes et leurs propriétés

Détection indirecte par vitesse radiale

A ce jour (juillet 2012) on a détecté plus de 770 planètes dont 475 par la méthode des vitesses radiales. Comme on l'a vu, celle-ci ne fournit que la période orbitale (d'où l'on peut déduire le demi-grand axe de l'orbite), l'excentricité de l'orbite et le produit (M_pl)*sin(i).

images/fg3.gif
Courbe de lumière du transit de HD 209458 mesurée par le télescope spatial Hubble.
Crédit : ApJ

Détection indirecte par transit

239 planètes ont été détectées par la méthode des transits dans 205 systèmes planétaires (en 2012). Cette méthode donne la période orbitale, l'inclinaison de l'orbite (forcément voisine de 90°), le rayon de la planète et, lorsqu'on lui associe des mesures de vitesse radiale, sa masse. La connaissance de la masse et du rayon donne accès à la valeur de la densité qui permet de dire si la planète est plutôt rocheuse (densité de l'ordre de 5 grammes par centimètre cube), glacée (densité de l'ordre de 1 gramme par centimètre cube) ou gazeuse (densité inférieure à 1 gramme par centimètre cube).

En outre, on peut observer le spectre de l'étoile pendant le transit de la planète. L'atmosphère de la planète produit alors des raies d'absorption dans le spectre de l'étoile d'où l'on peut déduire la composition chimique de l'atmosphère.

img11.gif
Image directe de la planète 2M1207 b
Crédit : ESO
tres1_thermalemission.gif
Courbe de lumière du système planète-étoile pour la planète TrES-1, mesurée par le télescope infrarouge Spitzer. Quand la planète passe derrière l'étoile, sa contribution au flux total disparaît. Par différence, on déduit donc le flux issu de la planète.
Crédit : High Altitude Observatory Boulder Colorado

Détection directe

Mais le tournant le plus important depuis les premières détections indirectes est la détection de la lumière provenant directement d'une planète. C'est ce qui a pu être fait pour la planète très jeune (donc encore très chaude) 2M1207-3932 et pour HD 209458b et TrES-1. Ces deux dernières transitent périodiquement devant leur étoile ; il se produit donc un phénomène d'éclipse secondaire lorsque c'est l'étoile qui passe, une demi-période plus tard, devant la planète. C'est cette éclipse secondaire qui a été détectée, d'où l'on déduit par soustraction la quantité de flux (en l'occurrence thermique) émis par la planète.

Catalogue des planètes

Les propriétés des exoplanètes sont rassemblées dans ce catalogue régulièrement mis à jour.