Pendant longtemps, les exoplanètes ont été presque invisibles. Aujourd’hui, on en connaît plusieurs milliers. Deux missions ont changé la donne : Kepler et TESS. La première a prouvé que les planètes sont partout dans la Voie lactée. La seconde cherche les meilleures cibles proches de nous, celles que les grands télescopes peuvent ensuite observer plus finement.
Kepler, le télescope qui a compté les mondes
Lancé en 2009 à bord d’une fusée Delta II de United Launch Alliance, Kepler avait une mission simple en apparence : fixer une région du ciel, dans la constellation du Cygne, et mesurer la luminosité de plus de 150 000 étoiles. Lorsqu’une planète passe devant son étoile, elle bloque une minuscule partie de sa lumière. Ce phénomène s’appelle un transit.
Calculateur de transit d’exoplanète
Estimez la baisse de luminosité d’une étoile lorsqu’une planète passe devant elle.
Kepler était taillé pour cette précision. Le télescope embarquait un photomètre de 0,95 mètre d’ouverture, un miroir primaire de 1,4 mètre et une caméra de 95 mégapixels. L’engin mesurait environ 2,7 mètres de diamètre pour 4,7 mètres de haut, avec une masse au lancement d’environ 1 052 kg. Son coût de cycle de vie était estimé à environ 600 millions de dollars.
Sa mission principale devait durer 3,5 ans, mais Kepler a travaillé près de neuf ans. Après la perte de roues de réaction, la NASA a lancé une seconde vie scientifique, appelée K2, en utilisant notamment la pression de la lumière solaire pour stabiliser l’observatoire. Au total, Kepler et K2 ont observé plus de 500 000 étoiles et laissé un héritage de plus de 2 600 planètes découvertes.
TESS, le chasseur de planètes proches
TESS, pour Transiting Exoplanet Survey Satellite, a été lancé en 2018 à bord d’une fusée Falcon 9 de SpaceX. Contrairement à Kepler, il ne fixe pas une petite portion du ciel pendant des années. Il balaie presque tout le ciel, secteur par secteur, pour repérer des planètes autour d’étoiles brillantes et proches.
La mission, menée par le MIT pour la NASA, utilise quatre caméras grand champ. Chaque caméra possède une ouverture d’environ 10 cm et couvre 24° par 24°. Ensemble, elles observent une large bande du ciel pendant environ 27 jours avant de passer au secteur suivant. TESS travaille surtout dans le rouge visible et le proche infrarouge, entre environ 600 et 1 000 nm.
L’objectif n’est donc pas seulement de trouver beaucoup de planètes. Il est aussi de repérer les bonnes : celles dont les étoiles sont assez brillantes pour permettre des observations complémentaires depuis le sol ou avec le télescope spatial James Webb.
Kepler vs TESS : deux stratégies complémentaires
| Mission | Stratégie | Point fort |
|---|---|---|
| Kepler | Observer longtemps une même zone | Mesurer la fréquence des planètes dans la galaxie |
| K2 | Observer plusieurs champs le long de l’écliptique | Prolonger la mission malgré une panne |
| TESS | Balayer presque tout le ciel | Trouver des planètes proches autour d’étoiles brillantes |
Kepler a répondu à une question statistique : les planètes comme la Terre sont-elles rares ? TESS répond à une autre question : quelles planètes pouvons-nous étudier en détail maintenant ?
La méthode des transits : une ombre minuscule
Kepler et TESS détectent les exoplanètes grâce à une baisse régulière de luminosité. Plus la planète est grande par rapport à son étoile, plus le transit est visible. Une planète de type Jupiter peut provoquer une baisse d’environ 1 % devant une étoile semblable au Soleil. Une planète comme la Terre ne produit qu’un signal d’environ 0,0084 %, soit 84 parties par million.
C’est peu. Très peu. Voilà pourquoi ces missions observent depuis l’espace, loin des turbulences de l’atmosphère terrestre, et accumulent des mesures pendant des semaines, des mois ou des années.
Des découvertes qui ont marqué l’astronomie
Kepler a notamment permis d’identifier Kepler-186f, première planète validée de taille terrestre située dans la zone habitable de son étoile. Il a aussi révélé des systèmes très compacts, avec plusieurs planètes orbitant bien plus près de leur étoile que Mercure ne l’est du Soleil.
TESS a, de son côté, mis en avant le système TOI-700. TOI-700 d mesure environ 20 % de plus que la Terre et orbite dans la zone habitable de son étoile. Plus tard, TOI-700 e, proche de la taille terrestre, a également été repérée dans cette même zone. Ces planètes ne sont pas des “copies de la Terre”, mais elles sont précieuses, car elles donnent des cibles concrètes aux astronomes.
Pourquoi ces missions comptent encore aujourd’hui
La grande leçon de Kepler est vertigineuse : notre galaxie contient probablement plus de planètes que d’étoiles. Celle de TESS est plus pratique : certaines de ces planètes sont assez proches et bien placées pour être analysées. Composition, atmosphère, masse, température, activité de l’étoile : chaque découverte devient le point de départ d’une enquête.
FAQ
Kepler fonctionne-t-il encore ?
Non. La NASA a mis fin à la mission en 2018, après l’épuisement du carburant nécessaire aux opérations scientifiques. Ses données continuent toutefois d’être analysées.
TESS découvre-t-il des planètes habitables ?
TESS découvre des candidates situées dans la zone habitable, mais cela ne veut pas dire qu’elles sont réellement habitables. Il faut connaître leur atmosphère, leur masse, leur étoile et leur histoire.
Quel est le lien entre TESS et James Webb ?
TESS repère des planètes intéressantes autour d’étoiles proches et brillantes. James Webb peut ensuite, dans certains cas, étudier leur atmosphère ou leur température avec des observations plus détaillées.
Et vous, quelle découverte vous fascine le plus : l’idée qu’il existe des milliards de planètes dans la galaxie ou la possibilité d’étudier bientôt l’atmosphère de mondes lointains ? Répondez en commentaire, partagez l’article et donnez votre avis.
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