NB : Transcription automatique. Ce texte n'a pas été relu et peut comporter des erreurs.
Bonsoir, je suis bien content d'être ici. Je suis bien content de voir que vous êtes si nombreux et pour vous accueillir dans cet amphithéâtre. Alors, ceux qui s'inquiètent et qui suivent le cycle, vous savez, nous avons des cycles de conférences tous les mois à l'Institut d'astrophysique de Paris. J'en profite pour remercier les organisateurs, à savoir Guillaume Hébrard, Florence Duray et Jean Mouette, à la technique. (.) C'est pour vous, pour nous, exceptionnel que nous soyons ici. Donc, en fait, d'une certaine manière, c'est plutôt bien puisque nous avons un événement exceptionnel. Nous accueillons un hôte exceptionnel et donc il est plutôt bien que nous soyons dans un endroit exceptionnel. Donc, je ne vais pas m'attarder plus longuement. Je vais laisser présenter notre orateur par Guillaume, qui le fera beaucoup mieux que moi. Mais seulement, je me permets juste de vous souhaiter une excellente conférence et une bonne soirée. (........)
S09: Merci, Patrick. Alors, avant de présenter Michel, je vais vous annoncer nos prochaines conférences. Donc, vous savez que les conférences publiques de l'Institut d'astrophysique de Paris, c'est tous les premiers mardis du mois. Et donc, le mois prochain, le mardi 4 juin, nous recevrons Arnaud Cassant, qui est l'un de nos collègues de l'Institut d'astrophysique de Paris, qui nous présentera une conférence intitulée La vie ailleurs, avec quelques liens avec la conférence de ce soir. Ce sera à l'occasion de la sortie du livre qui publiera juste au moment de sa conférence sur cette thématique. Nous ferons une pause pendant l'été et nous reviendrons le 3 septembre, le mardi 3 septembre, où nous recevrons notre collègue Eric Lagadec, de l'Observatoire de Côte d'Azur, qui est très actif pour la diffusion de la culture scientifique sur les réseaux sociaux, notamment, qui lui aussi a sorti un livre et qui nous présentera une conférence intitulée Nous sommes des poussières d'étoiles, donc avec un clin d'oeil à Hubert Reeves. Donc, oui, nous sommes très heureux de voir cet amphithéâtre rempli. Nous sommes heureux d'accueillir les personnes qui nous suivent en direct sur YouTube. Si vous avez des questions, des commentaires, n'hésitez pas à les mettre sur le tchat. J'essaierai de les retranscrire à la fin, de même que les questions, les commentaires dans la salle. Et donc, ce soir, pour cette conférence, nous avons le plaisir de recevoir notre collègue astronome suisse Michel Maillol. Donc, Michel, tu es membre de l'Observatoire de Genève, professeur émérite à l'Université de Genève. Tu as passé... Tu as consacré une grande partie de tes travaux de recherche à l'étude des mouvements des étoiles, donc en développant notamment des instruments pour mesurer, étudier, analyser ces mouvements stellaires. Dans de nombreux observatoires, notamment à l'Observatoire européen austral. Et puis, bien sûr, à l'Observatoire d'Haute-Provence, dans le sud de la France, un observatoire qui est un peu frère de l'Institut d'astrophysique de Paris, puisque nos deux instituts ont été fondés conjointement un petit peu avant la Deuxième Guerre mondiale. Et puis, tu as utilisé ces résultats pour étudier des mouvements stellaires, pour étudier les mouvements dans les galaxies, les étoiles doubles, triples, quadruples, les étoiles multiples, et puis en réduisant la masse des compagnons stellaires par atteinte le domaine des planètes extrasolaires. Et donc, en 1995, avec ton étudiant en thèse à l'époque, Didier Queloz, tu as pu découvrir la première planète en orbite autour d'une autre étoile que le Soleil, qui était un résultat, je ne sais pas, attendu, espéré, peut-être fantasmé depuis des siècles. Donc, un résultat qui a provoqué vraiment une révolution dans l'astrophysique, même dans la connaissance humaine, révolution à laquelle tu as continué à contribuer par la suite. Tes travaux ont notamment été... ont reçu de nombreuses récompenses, et notamment, évidemment, le prix Nobel de physique en 2019. Tu as rempli de nombreux rôles également. Tu as dirigé l'Observatoire de Genève. Et puis, nous savons que tu es très sollicité. Donc, nous sommes très heureux de t'accueillir ce soir pour cette conférence intitulée D'autres mondes dans le cosmos, la recherche de planètes semblables à notre Terre et peut-être abritant la vie. Je t'en prie. (10 secondes pause)
S03: Bonjour, mesdames, bonjour, messieurs. (..) Je suis d'abord très content d'être ici pour vous parler de ce domaine qui est très enthousiasmant, qui est... avec de nombreux collègues français (.) auxquels je participe depuis plusieurs décennies. (.) En fait, j'aimerais d'abord vous parler avant même de parler des travaux et des découvertes actuelles, j'aimerais juste évoquer un tout petit peu, comment dire, quelques moments particuliers des changements d'idées dans ce sujet au cours des derniers siècles. Et la première chose que j'aimerais mentionner, c'est relative à cette maison ici, puisqu'au XIIIe siècle, peu de temps après la fondation de la Sorbonne, l'évêque de Paris, Étienne Tempier, (.) demande l'autorisation au pape d'enseigner l'hypothèse de la pluralité des mondes dans l'univers. C'est déjà très intéressant de voir qu'il n'y avait pas du tout de tabou par rapport à une telle question. (.) Je mentionnerai aussi, dans le même siècle, cette remarque d'un très grand philosophe allemand, enfin, ce qui serait aujourd'hui l'Allemagne, qui dit, « Existent-ils plusieurs mondes ou n'en existent-ils qu'un ? » C'était une des plus nobles et exaltantes questions dans l'étude de la nature. (.) Évidemment, à l'époque, on ne parlait pas d'exoplanète, c'était la notion philosophique d'autres mondes. Je vais parler très brièvement de quelques progrès de cette époque. Évidemment, vous savez, en 1543, la contribution majeure de Copernic, qui introduit le fait que le Soleil était au centre de ce qui était l'univers à l'époque, mais qui est maintenant connu comme le système solaire. Et il y a une chose qui est peut-être moins connue. (.) À l'époque, il y avait le système solaire, et puis il y avait cette idée que les étoiles étaient, sur ce qu'on appelait la sphère des fixes, (.) on mettait toutes les étoiles, plus ou moins, à la même distance. Dans une publication de l'évêque Thomas Dix, en 1576, (..) le dessin montre que lui, (.) il distribue les étoiles, comme il le dit dans la légende, qu'on ne peut pas lire ici, eh bien, jusqu'à l'infini. Voilà. Donc, tout d'un coup, l'univers s'étend, et les étoiles vont jusqu'à l'infini dans cette conception. Et puis, il y a une remarque que j'aime bien faire, ce n'est pas celle d'un scientifique, mais d'un moine, Giordano Bruno, qui a 500 ans, c'est la date de sa mort, (..) qui a une vision tout à fait claire de ce qui nous paraît aujourd'hui des trivialités, à savoir, il dit, le soleil est une étoile, il est simplement plus brillant parce qu'il est plus près, et s'il y a plusieurs planètes qui tournent autour du soleil, il doit aussi exister d'autres planètes qui tournent autour des étoiles. Bon, aujourd'hui, ça paraît évidemment des choses banales, à l'époque, ça ne l'était absolument pas, et cette affirmation, comment dire, cette vision correcte de Giordano Bruno va avoir un grand impact pour tout le monde, pour la population, comme en témoigne, par exemple, cette Atlas de 1742, qui, on voit évidemment le système solaire héliocentrique au milieu, et si vous regardez dans le coin supérieur droit, ici, vous voyez que l'artiste qui a fait cette gravure a illustré les étoiles lointaines comme étant entourées de systèmes planétaires. Donc, dans le public, ce n'est plus la notion du monde, ce sont des choses beaucoup plus précises, c'est des systèmes planétaires qui existent. Et donc, c'était une chose tout à fait admise à cette époque. Encore un autre témoignage de ce genre-là, vous avez le plafond du Clémentinum à Prague, où on voit les étoiles sont représentées avec des systèmes planétaires et même des orbites de comètes. Voilà. On ne sait pas, mais probablement l'artiste avait lui aussi été, comment dire, impressionné et avait appris l'hypothèse, la vision de Giordano Bruno. Voilà. Ça, c'est le passé d'il y a quelques siècles. Donc, l'idée qu'il existe d'autres systèmes planétaires était une chose qui était communément admise. (..) Passons maintenant à notre époque. Bon, vous savez que le Soleil est une étoile parmi un système gigantesque appelé la Voie lactée, où notre galaxie, quelque chose comme 200 milliards d'étoiles, 200 milliards de Soleil, plus ou moins gros, et la question qui vient immédiatement, combien de planètes existent-elles autour de ces étoiles ? Combien y a-t-il de Terre ? Juste pour avoir... Je n'aime pas donner trop de chiffres, mais la lumière met 8 minutes pour aller de la Terre au Soleil, elle va mettre 100 000 ans pour traverser la galaxie. Donc, c'est grand. (..) Regardons avec un télescope moderne, regardons une petite région, plus ou moins dans les régions centrales de cette Voie lactée. Ce n'est pas un dessin d'artiste, c'est une vraie photo, d'un tout petit coin du ciel, microscopique. Et si vous regardez, je n'ai aucune idée du nombre d'étoiles qui se trouvent ici, imaginez que chacune de ces petits points lumineux est une étoile, plus ou moins comme le Soleil, un peu plus massif, un peu moins massif. Et la question, à laquelle on va revenir plus tard, est-ce qu'on est capable de chercher des planètes qui tournent autour de cette étoile ? Voilà, ça, c'est la question. Maintenant, un petit retour historique, mais mettons-le au XXe siècle. Évidemment, les astronomes du XXe siècle se sont posés la même question. (.) Combien y a-t-il de planètes, de systèmes planétaires autour des étoiles de notre galaxie ? Et contrairement à l'image populaire qu'on a vue émerger de ces dessins du XVIIIe siècle, (.) les astronomes ne pensaient pas qu'il y avait d'autres systèmes planétaires dans la galaxie. C'est complètement incroyable. Si vous avez ici un diagramme qui a été établi par un historien des sciences, M. Dick, qui a regardé dans la littérature les pronostics, les mathématiques basées sur des approches physiques, (.) de grands noms de l'astronomie, Surgis, à Cambridge, Chaplet, à Harvard, etc., et tous ces gens disaient qu'il n'y avait pas d'autres systèmes planétaires dans la galaxie. Ceci, évidemment, basé sur une hypothèse qui était erronée. La difficulté venait du fait que dans notre système solaire, toutes les étoiles tombent dans un disque dans le même sens. Et ça, déjà, Laplace et Kant avaient déjà dit que les étoiles sont nées d'une nébuleuse. Et le problème, quel est le... Ah ! (..) Quel est le mécanisme qui a... Je vais disparaître. (..) Quel est le mécanisme qui a été capable de créer cette fameuse nébuleuse nécessaire à la formation des systèmes planétaires ? Et la théorie fausse qui prévalait pendant la première moitié du XXe siècle, qui était le fait que pour créer ce disque de gaz et de poussière, il fallait un passage extrêmement proche de deux étoiles qui, par l'effet de marée, allait arracher une partie de l'enveloppe de l'étoile qui, après, formait un disque autour de l'étoile. On peut calculer aisément que ce phénomène-là ne se passe jamais. Ou alors, la probabilité est incroyablement faible. En gros, 200 milliards d'étoiles qui se promènent depuis 10 milliards d'années, eh bien, il n'y a jamais de collision proche. Ceci dit, en particulier, ça illustre la notion du vide incroyable qui existe entre les étoiles. (.) Et en 1952, il y a une remarque dans une petite lettre de deux pages d'un astronome américain, Otto Struve, qui, lui, étudiait la rotation des étoiles. Qu'est-ce qu'il y a à voir avec ça ? En fait, quand vous avez la formation d'une étoile, il y a effondrement d'un nuage de gaz. Il y avait une difficulté qu'on n'avait pas vue venir. La turbulence d'un nuage va créer un excès de momongulaire extrêmement marqué. On doit s'attendre à ce que les étoiles tournent extrêmement vite sur elles-mêmes. (.) Et il n'y a pas de frottement. Donc ce momongulaire va rester là pour longtemps. Et donc, cet excès de rotation, disons. Et comment dire ? Le problème, comment... Alors, Struve mesure la vitesse des étoiles, comme le Soleil, ou un peu plus petite, et il découvre qu'elles tournent très longtemps. Et donc, le problème, où est passé le momongulaire ? Et Struve dit une chose extrêmement simple, (.) qui dit, dans cette lettre, que cet excès de momongulaire a été conferti pour créer un disque de gaz et après, le mouvement orbital des planètes. Et il finit cet extrait de son article. Par conséquent, il doit exister un grand nombre d'objets de type planétaire, dont la galaxie. Et si on revient en arrière, (.) ici, on voit que les estimations ont passé de zéro ou au plus, éventuellement, un ou deux systèmes, à tout d'un coup, c'est une échelle logarithmique. Là, c'est un milliard. Là, dix milliards. Cinq milliards. Donc on voit que, tout d'un coup, cette remarque, qui, je dirais, maintenant, pour un physicien, est relativement triviale, a complètement fait changer les idées (.) relativement à la fréquence des systèmes planétaires. Juste pour remarquer, ce n'est pas ancien. Il y a moins d'un siècle que ce changement de paradigme a existé dans le domaine d'autres systèmes planétaires dans la galaxie. Donc, regardons la Voie lactée. Cette fois-ci, on ne peut pas regarder l'anneau au vu de dessus. Évidemment, il n'est pas question de sortir des distances beaucoup trop grandes. Et donc, on regarde une de la même famille, ces grandes galaxies spirales, et on voit (..) tous ces nuages roses ici, qui ne sont pas des étoiles, évidemment, à cette échelle, mais d'énormes nuages de gaz qui sont les endroits qui vont, pour différents mécanismes physiques, s'effondrer sur eux-mêmes pour former non pas une étoile, mais des grandes familles d'étoiles au cours du temps. Des nuages moléculaires. Et la théorie relative à la formation des étoiles, d'abord, est extraordinairement difficile. Pourquoi ? Parce qu'on a des vitesses extrêmement grandes d'effondrement avec du gaz qui est parfois extrêmement dilué ou extrêmement dense. Il y a du champ magnétique, il y a le rayonnement des jeunes étoiles qui ont déjà été formées. C'est un milieu difficile à traiter au niveau physique. Et c'est dans ce milieu-là que vont se former les étoiles et pas ce problème lié au moment ovulaire. Quand l'effondrement se fait, une partie du gaz va tourner trop vite, il ne va pas pouvoir tomber sur l'étoile, et donc il va former la nébuleuse. Dès ce moment-là, on peut anticiper que plus ou moins toutes les étoiles doivent avoir des systèmes planétaires ou peut-être quelques exceptions dû à des circonstances particulières. (.) Le premier signe que ces réflexions étaient correctes est venu, d'une manière un peu inhabituelle et inattendue, à savoir que des gens, avec l'émergence de l'astronomie infrarouge, ont observé des étoiles très jeunes. Et qu'est-ce qu'ils ont vu ? Qu'est-ce qu'il a fait, celui-ci ? Voilà. (..) Si on regarde, c'est la distribution de la lumière visible de l'étoile jeune dans des fréquences qui correspondent aux couleurs que l'on voit ici. Et on voit que les étoiles jeunes ont une énorme queue dans l'infrarouge qui résulte de poussières chauffées. On voit qu'il y a une énorme quantité d'énergie qui est émise par le disque de poussière, évidemment plus froid, donc des longueurs d'onde ou des fréquences plus basses. (.) Donc, c'est bien avant 1990. C'est un exposé de revue fait plus tard. Déjà dans les années 1970, il y a les premières découvertes qui sont faites dans ce genre-là. (..) Et après, on arrive à 1995, avec des mesures faites par le télescope spatial Hubble, (..) qui mesure la nébuleuse... Ah, évidemment. (..) La nébuleuse d'Orion. Le télescope spatial mesure quelques-unes de ces étoiles qui viennent d'être formées, qui émergent hors de la nébuleuse. Et qu'est-ce qu'ils voient ? Eh bien, réellement, comme c'était attendu par la théorie, chaque jeune étoile est entourée par un disque de gaz et de poussière, comme prévu, attendu par la théorie. Pourquoi sont-ils en noir, ici ? Simplement parce que la poussière bloque la lumière qui vient depuis derrière par le nuage. Donc, voilà. On a tous les ingrédients pour dire qu'il existe une grande quantité de systèmes planétaires. Et même, on peut dire que les nuages moléculaires géants, c'est la nursery pour la formation des planètes. Alors, on revient à la photo que j'avais avant. On se dit, si on a un très grand nombre, comment les détecter ? Alors, il faut simplement se réaliser que l'étoile est un énorme réacteur nucléaire qui émet beaucoup de luminosité, (.) et la planète est une boule de gaz ou de roche qui ne fait que réfléchir un tout petit peu de la lumière. (..) Dans le système solaire, Jupiter, dans le visible, va réfléchir à peu près un milliardième de la lumière du Soleil. Donc, si tôt que vous voyez à une certaine distance, imaginez qu'il y a une luciole qui se trouve sur cette lumière qui m'éblouit ici, c'est clair que je ne la verrai pas. Et donc, ça, c'est encore bien pire si on cherche à voir directement une planète autour d'une étoile qui, plus est, est loin à une certaine distance. Donc, la distance ogulaire devient très faible. Donc, il faut trouver une ruse indirecte. Il y en a plusieurs qui ont été proposées. Et celles qu'on a utilisées, voici, presque 30 ans à l'Observatoire de Haute-Provence, (.) sont basées sur l'effet Doppler. L'idée est extrêmement simple. Elle avait du reste été proposée déjà bien avant. Vous avez une étoile, vous avez la planète. La planète tourne autour de l'étoile. On ne la voit pas, mais, évidemment, l'étoile, qui est beaucoup plus lourde, va faire un petit mouvement aussi autour du centre de gravité. Donc, si on a un instrument suffisamment précis (.) pour mesurer les changements de vitesse de l'étoile, on est capable de dire qu'il y a quelque chose qui tourne autour. On fait quelques calculs et on peut déduire la période, la forme d'orbite, la masse minimum que doit avoir ce doppler. (..) Donc, on construit avec beaucoup de collègues français, de l'Observatoire de Marseille et de l'Observatoire de Haute-Provence, un spectrographe. Ici, il y a le centre de gravité, l'étoile, la planète. On ne la voit pas, la planète. On mesure avec un spectrographe la vitesse. À certains moments, l'étoile se rapproche de nous, s'éloigne de nous, se rapproche de nous, s'éloigne de nous. Et on le voit via le changement de fréquence émise par l'étoile. Et, heureusement, la nature nous aide, (.) parce que si on regarde le spectre d'une étoile, c'est une forêt de transition atomique énorme où chaque transition atomique a une valeur très précise qui n'est modifiée que par une chose, la vitesse de l'étoile. Donc, tout le jeu va être de mesurer les oscillations de cette forêt. Évidemment, on y reviendra. L'amplitude du mouvement est très petite, parce que la planète est légère par rapport à l'étoile. (...) Alors, voici en 1995. On a démarré le programme en 1994. (.) On a mesuré un échantillon de 142 étoiles comme le Soleil. Après, c'est la pêche à la ligne. On n'avait aucune raison de croire qu'une pouvait être abritée par une planète et pas une autre. Donc, le jeu est simple. On mesure la vitesse une nuit, on remesure une nuit après, une semaine après, etc. Et après un certain temps, on a une collection de mesures. À ce moment-là, on regarde. Il y en a qui avaient du bruit, qui avaient des drôles de choses. On y reviendra, liées au champ magnétique de l'étoile. Mais il y en avait une qui semblait avoir un mouvement périodique. Après, on a refait des mesures une année après. (..) Et on a vérifié que le même phénomène se poursuivait. La même période, la même amplitude de variation, la même phase du mouvement. Et donc, à ce moment-là, on a dit, oui, ça doit être une planète qui tourne autour. Parce que quand on analyse le mouvement, c'est la masse estimée lors de la moitié de la masse de Jupiter. Mais le problème, une période de 4,2 jours. Imaginez dans le système solaire une planète grosse comme Jupiter qui tourne autour de son étoile avec une période aussi courte qu'un tour d'étoile tous les quatre jours. Et c'était contraire d'une manière énorme avec la théorie de la formation des planètes, puisque la théorie, on le voit à ce moment-là, prédisait que la formation des planètes géantes, gazeuses, devait avoir une période d'au moins 10 ans, voire plus. Donc, il y avait un facteur d'à peu près 1 000 de désaccord. D'où notre prudence d'attendre une année, etc. Et pour d'autres raisons, on y reviendra, on a obtenu la confirmation qu'il y avait une planète. Actuellement, il y en a plus de 5 000 qui ont été découvertes par cette technique et essentiellement par une autre que j'évoquerai après. Je ne vais pas trop passer de temps à la raison pour laquelle il y a ce facteur 1 000 de désaccord. (.) Quand vous avez le disque de gaz et de poussière, il y a une jeune planète qui se forme à un certain moment. (..) L'attraction, la gravitation induite par cette planète va créer des ondes à certains endroits où il y aura des excès de poussière. La masse de cette poussière va réagir sur l'orbite de la jeune planète. Si on fait le calcul après toutes les résonances en fonction du temps, on s'aperçoit que l'orbite va devenir de plus en plus serrée. Elle va se rapprocher de l'étoile. Un phénomène d'une efficacité incroyable et qui, là de nouveau, c'est intéressant de voir, était complètement non pris en compte pour l'explication de la formation des sièges planétaires. Maintenant, c'est un ingrédient physique absolument indispensable. (....) On change de fréquence, on change d'époque et on regarde au nord du Chili, à 5 000 m d'altitude, un ensemble de 60 antennes d'une douzaine de mètres qui est sur un altiplano, un plateau à 5 000 m d'altitude, qui regardent toutes en même temps en utilisant les ondes submillimétriques pour voir ce qu'on appellerait le gaz froid dans l'univers. Formation des galaxies, formation des étoiles, formation des planètes, gaz interstellaire ou intergalactique, etc. Toutes ces étoiles regardent au même moment et le signal électrique reçu est envoyé à un endroit donné ici par des câbles pour reconstruire, en combinant tous ces signaux, pour reconstruire une image incroyablement précise, angulairement, des sources mesurées dans ce domaine. C'est une sorte de super paire de jumelles utilisant justement ce phénomène. (..) Elle a été mise au service il y a 15 ans, à peu près. (..) Des collègues, à ce moment-là, s'intéressent, et c'était intéressant, de regarder cette région. C'est une photo ordinaire. (.) Une région de formation stellaire. Tout petit nuage, comme la nébuleuse d'Orion, qu'on a vu avant, mais beaucoup plus petit, où il était connu qu'il y avait deux jeunes étoiles qui s'y trouvaient. Et simplement, quand vous augmentez la résolution avec Alma, c'est le nom de l'instrument, ce que vous voyez, c'est ça. C'est-à-dire que, exactement ce qui était prévu par le graphique que j'ai montré précédemment, ici, on voit la naissance d'un système planétaire avec probablement des planètes qui se trouvent derrière chacun de ces anneaux où il manque de la matière. Donc, on voit que, maintenant, non seulement on peut détecter des planètes par l'effet Doppler, mais là, on peut même voir, pour des systèmes très jeunes, la formation des systèmes planétaires. Et évidemment, ce travail a été continué avec grand succès. Et ici, on voit, voici, il y a quelques années, une collection de mesures équivalentes. Ils ne sont pas tous identiques, (.) mais très fréquemment, vous avez cette structure qui prédit la formation d'un système planétaire. (.) Alors, si on revient maintenant plus près de mes propres intérêts, qui est donc l'utilisation d'instruments qui permettent de mesurer très précisément les changements de vitesse des étoiles. Alors, ça, c'est après les travaux faits dans l'hémisphère nord, à l'Opérateur de Haute-Provence. Eh bien, on a développé un instrument, évidemment, un peu plus complexe, que l'on a installé sur un télescope de 3,60 m de diamètre, le principal, au Chili, qui est sous vide, etc. Il y a beaucoup d'améliorations qui ont été apportées pour essayer de détecter des planètes dans l'hémisphère sud. Il a été mis en service il y a une vingtaine d'années et continue à donner un très grand nombre de détections. Alors, j'aimerais juste vous montrer un système. (..) Comment ça se passe ? Ici, on a la vitesse mesurée, et ici, on a les jours. Alors, ça, c'est 53 300, on va essayer d'échelonner peu à peu. Ça, il y a 50 jours de plus, 100 jours de plus, etc. (.) Donc, ici, il y a 450 jours de plus ici que là. Et vous regardez, chaque fois que vous mesurez la vitesse de l'étoile, vous mettez un petit point rouge dans le diagramme. Pendant une semaine, vous faites quelques mesures. Il n'y a rien de spécial par beaucoup de choses qui se passent. Et puis, un mois après, vous voyez que c'est complètement différent, etc. Et puis, l'année d'après, vous avez cette variation, etc. Et après plusieurs années, vous avez cette collection de points rouges ici, et l'ordinateur va se débrouiller pour vous dire combien il y a de planètes. Et là, il va vous dire qu'il y a trois planètes. C'est trois planètes de masse à peu près comme Uranus, 10, 15 fois la masse de la Terre. Voilà, ça, c'est typiquement la manière de chercher les planètes via l'effet Doppler. Il y a des cas beaucoup plus tordus que ça. (..) Et qu'est-ce qui a été découvert au cours des 20 dernières années, les 25 dernières années ? Ce qu'on pourrait appeler la diversité. (.) Les systèmes planétaires qui existent dans la galaxie ne sont pas tous des copies un à un de notre propre système planétaire. Nous, on a ce système qui est caractérisé par quatre planètes rocheuses à l'intérieur du système, Mercure, Vénus, la Terre, Mars. Et puis, nettement plus loin, deux planètes géantes gazeuses beaucoup plus grandes, (...) Jupiter et Saturne. Et puis, encore deux planètes de glace encore beaucoup plus loin. Là, on trouve que certaines périodes sont de quelques heures. On a des périodes très, très longues, mais il y a aussi des planètes extrêmement proches de l'étoile. Il y a des planètes qui sont d'une fraction de la masse de la Terre. Ça, on les cherche. C'est difficile à trouver. Mais il y a aussi des planètes beaucoup plus grandes que ce qu'on croyait. Où est la limite exactement ? Bon, là, il y a des choses. On trouve des systèmes extraordinairement excentriques. Dans le système solaire, par exemple, Jupiter tourne plus ou moins dans une orbite circulaire. Saturne, idem, etc. Et là, on trouve des planètes qui ont des orbites incroyablement excentriques, etc. Ceci montre que la grande complexité des mécanismes de formation des systèmes planétaires, comme on les connaît. (...) Puis, (..) le fait qu'il existe des systèmes planétaires à très courte période (.) fait que vous avez une probabilité non négligeable que la planète passe devant l'étoile. Évidemment, si elles sont très séparées, l'alignement avec votre œil doit être extraordinaire pour que ça se passe. Si la planète est très près de l'étoile, la probabilité qu'il y ait un éclipsement, on utilise le terme plutôt de transit planétaire, est non négligeable. On avait déjà mesuré pour la première, mais il n'y avait rien de spécial. Par contre, (.) trois, quatre ans après la découverte de la première, (.) on découvre un objet qui a une période de trois jours et demi. Il est encore un peu plus près de l'étoile. On collabore avec des collègues américains, entre autres, un des Tim Brown, qui avait un télescope de 10 cm dans son garage, à titre plutôt d'astronome amateur. C'est un professionnel, mais pour son plaisir, il avait ce télescope. À l'heure exacte que l'on lui a donné, on voit baisser la luminosité de l'étoile d'environ 2 %, simplement parce que la planète passe devant l'étoile, cache un peu du disque, donc la luminosité baisse. C'est quelque chose de fabuleux parce que l'effet Doppler donne la basse, et là, on a la dimension relative à l'étoile. Et quand on calcule la densité de l'objet qui passe, on a la densité moyenne de la planète. Et celle-ci donne 0,3 g par cm3. C'est trois fois plus dilué, au moyen, que l'eau. (.) Donc on avait la preuve directe qu'il s'agissait d'une planète géante gazeuse. Évidemment, le centre est plus dense, mais au moyen, c'est 0,3. Et nos collègues américains ont la bonne idée de demander du temps l'année suivante avec le télescope Hubble et remesurer le même système, mais vu de l'espace, au-dessus de l'atmosphère, et regarder la qualité des mesures. Incroyable. Ça veut dire que si une planète comme Jupiter produit un signal aussi grand que ça, immédiatement, on pourrait découvrir des toutes petites planètes par cette même technique. Et c'est ce qui a été fait depuis lors par toute une série de satellites, COROT, des satellites qui ont été initiés par la France, après par le très gros projet Kepler, et actuellement, vous avez TESS, Cheops et bientôt PLATO. Plusieurs satellites utilisent cette technique pour chercher des systèmes planétaires. (.) Méthode extraordinaire. Une richesse incroyable. (.) On a ici l'étoile, la planète qu'on ne voit pas. Quand elle passe devant, ça nous donne directement la quantité de lumière qui baisse, ça nous donne le diamètre relatif à l'étoile de la planète. OK. Quand elle est derrière, si vous mesurez le rayonnement infrarouge reçu, vous avez une baisse de rayonnement infrarouge parce que la planète est chaude. Donc, ça vous donne une mesure de la température de l'atmosphère de la planète. Mais la chose la plus intéressante, la plus fabuleuse pour le futur, c'est l'énorme projet actuel, c'est de s'intéresser à la petite bande bleue ici, à savoir à l'atmosphère de la planète qui filtre la lumière qui vient de l'étoile. Donc, le spectre de l'étoile, quand on le mesure devant la planète, il est un peu modifié par ce filtre. Et quand elle est derrière, c'est différent. Donc, quand on fait la soustraction des deux, on a accès à la composition chimique de la planète, elle-même, pas de l'étoile, de la planète. Alors qu'avant, on avait ce problème monstrueux du rapport de 1 milliard quant à la luminosité, tout d'un coup, la nature nous offre gratuitement un spectrographe incroyable qui nous permet de déterminer la composition chimique des planètes. Alors, la mission Rennes, qui a été faite il y a quelques années, une dizaine d'années, (.) le télescope Huckepler, donc environ un mètre de diamètre, c'est pas un télescope gigantesque, qui est en orbite autour de la Terre. Et alors, on va essayer... L'idée est d'une simplicité incroyable. Vous avez la Terre qui est ici, ça, c'est le satellite. Alors, il regarde, disons, ce coin de l'univers, ce coin-là, (.) et pendant plusieurs années, il va mesurer en continu la même région du ciel qui a été choisie pour avoir peut-être plus de 100 000 étoiles. Une région très dense du ciel, un peu comme on l'a vu avant. (..) Et à la fin, vous avez 100 000 courbes de lumière de planètes. Vous voyez la luminosité de l'étoile comme ça. Et puis, de temps en temps, il y en a une qui fait comme ça. (..) C'est en transit. Puis, de temps en temps, il y en a qui font des choses plus compliquées parce qu'il y a deux planètes qui passent devant. Et donc, cette mission-là a révélé des milliers de systèmes planétaires. Si vous regardez, alors, ici, on a le rayon en unité de rayon terrestre, la période en période de jour. Donc, la Terre serait par ici, 350 jours une fois rayon terrestre. On n'en a pas un, là. Mais disons, à 10 jours, un rayon terrestre serait là, etc. (.) Alors, chaque fois que vous découvrez une planète qui a un transit, vous mettez un petit point au rayon et à la période. C'est les petits points noirs. Quand il y a deux transits, deux planètes qui passent devant, vous en mettez un dans ce vert, ici. S'il y en a trois, ce sera bleu foncé, quatre, jaune, etc. Donc, vous voyez que cette méthode a révélé immédiatement des milliers, non seulement de planètes, mais de systèmes planétaires. Extraordinaire. (..) Évidemment, la mission Kepler ne donne pas accès à la masse, mais seulement à la dimension, au rayon de la planète. Si on veut faire de la physique, on aime bien avoir au moins la masse et le diamètre. Et donc, ici, dans ce diagramme, qui est typique, il y en a beaucoup, (.) vous avez le rayon en unité terrestre en fonction de la masse. La Vénus et la Terre sont ici. Chaque fois que vous mesurez un objet avec les deux techniques, Doppler et transit, vous mettez un point de couleur ici. Et vous voyez que si c'était des planètes qui avaient la composition chimique d'une planète rocheuse, elles suivraient cette courbe ici, qui passe par Vénus et la Terre. (.) Donc, on voit qu'on trouve une quantité de planètes rocheuses jusqu'à cinq fois la masse de la Terre. Il y a 10 ou 15 ans, on disait que la Terre était la plus grosse planète rocheuse. Non. Après, il y a une enveloppe qui arrive. C'est beaucoup plus grand. On peut commencer à faire de la théorie de la formation des systèmes planétaires. (...) Ici, vous avez une vue de l'Observatoire européen, dans le nord du Chili, (.) de Paranal, quatre télescopes de 8,20 m. Quand je dis télescope de 8,20 m, c'est le miroir de 8,20 m. L'ensemble est beaucoup plus grand. Et récemment, on a construit, enfin, pas moi, mais mes collègues, un ensemble de plusieurs observatoires, on a construit un nouveau spectrographe encore plus précis que ceux qu'on avait avant, qui a pour but, si possible, d'atteindre une précision de 10 cm par seconde. Pourquoi 10 cm par seconde ? Parce que le mouvement réflexe du Soleil dû au mouvement de la Terre est de 9 cm par seconde. Donc, c'est environ l'amplitude du mouvement qu'on attend du changement de vitesse du Soleil dû à une planète rocheuse, comme la Terre, par exemple, à la bonne distance. Donc, c'est extrêmement petit. Cet instrument peut faire beaucoup d'autres choses. Juste pour regarder, on revoit ici la forêt de transition atomique. C'est le dixième de ce qui est utilisé par cet instrument. Vous voyez les transitions atomiques extrêmement fines qui sont mesurées. Ce que l'on cherche, c'est quelque chose qui est des amplitudes mille fois plus fines que le plus fin de ces... C'est environ un... (..) un dixième de milliardième de la longueur d'onde. (.) Donc, c'est extrêmement petit. Donc, la difficulté, c'est pas... L'idée, c'est la réalisation de l'instrument. Et d'autant plus que la nature nous aide pas parce que, comment dire, (.) les étoiles ne contribuent pas, ne sont pas parfaites. Ici, c'est une photo du Soleil. Alors, imaginez... Ça, c'est la Terre, ici. La perturbation de la vitesse de cette grosse étoile due à cette toute petite planète rocheuse, qui serait très loin, en fait. Ou alors, vous allez chercher le transit, le passage de cette petite planète qui passe devant le disque, qui, elle-même, a des phénomènes liés aux champs magnétiques, éruptions, taches, etc. Voilà. Ça, c'est actuellement une des difficultés majeures que mes jeunes collègues essayent de surmonter en trouvant des ruses mathématiques pour essayer d'éliminer le bruit dû à ces phénomènes pour sortir le signal propre à des terres à la bonne distance. (..) Donc, on voit ici le nord du Chili, (.) ici, l'observatoire de Paranal, les quatre télescopes de 8 m. Ici, une montagne à 2 800 m d'altitude (.) que l'Europe a décapitée, voici quelques années, pour installer un télescope de 39 m de diamètre. Alors, regardez, j'ai aucune idée, je ne suis pas très bon, mais quelle est la dimension de cette salle ? Je pense qu'elle n'a pas 39 m. Donc, voilà, le miroir de ce nouveau télescope est beaucoup plus grand que cette salle ici. Et, comment dire, évidemment, l'enceinte est de plusieurs centaines de mètres. Vous voyez ici des véhicules et tout. C'est gigantesque. Et c'est attendu, la première lumière est attendue pour 2028. Alors, évidemment, il va faire toute l'astronomie, c'est tout ce qu'on veut, mais en particulier, si on se rappelle ce que je vous ai dit par rapport à la composition chimique des planètes, eh bien, on se serait... Il y a deux énormes nombres, et puis, c'est juste la petite différence qui est due au filtre de l'atmosphère de la planète. Donc, il faut beaucoup de photons pour arriver à mesurer ce genre de choses, d'où ce genre d'aile ici. Alors, voilà la montagne décapitée avec les fondations du télescope, qui était il y a quatre ans. (.) Ça, c'était en juin de l'année dernière. (.) On voit que la structure, c'est pas le télescope, c'est l'enceinte qui est en train de se construire. Mais juste pour apprécier ce qui se passe ici, ici, c'est... Typiquement, quand j'ai fait mes études, le télescope vedette qui existait à cette époque, c'était le Hale, au Mont Palomar, avec ses 5,08 m, (.) qui a fait des énormes travaux. Et ça, c'est, à la même échelle, le 39 m qui est en construction actuellement. Voilà. Donc, juste pour une idée de ce qui se passe actuellement dans le domaine de l'instrumentation. (.) Et pour ce qui est de mon domaine, c'est évidemment, est-ce qu'on sera capable de trouver des planètes comme la Terre, rocheuses, à la bonne distance, où la chimie de la vie peut se développer ? Donc, on a vu les difficultés par les deux techniques. On aimerait des planètes comme ça parce qu'elles ont de l'eau liquide à la surface. Donc, c'est un solvant fabuleux. Et en plus, on pourra y revenir, aussi, qu'il y a un rôle majeur par rapport aux transmissions de l'information d'une génération à une autre. Et le but de ce genre d'efforts colossaux faits par beaucoup de collègues, c'est de répondre à cette question qui avait été évoquée en particulier par le Prénomène de biologie Christian de Duve. La vie est-elle un impératif cosmique ? Qu'est-ce que ça veut dire ? C'est, est-ce que... Vous voyez, vous partez d'une source de particules, vous formez des choses simples au début. Après, à l'intérieur des étoiles, des atomes de plus en plus complexes, en surface des molécules de plus en plus compliquées, est-ce que la vie est un phénomène émergent, complexe, qui se place d'une manière automatique durant l'évolution de l'univers ? On n'en sait rien, mais on peut réfléchir comment éventuellement répondre à une telle question. Et là, je vous montre quelques images qui ont été communiquées par une de mes collègues, jeune collègue, (.) qui donne une image de ce qui est en train de se faire à partir du télescope James Webb, qui a été mis en service il n'y a pas très longtemps, 6,6 mètres 50 en orbite, qui travaille dans l'infrarouge. (.) Voilà. Et évidemment, il y a différents programmes. Et ça, c'est juste un des programmes de la communauté qui s'occupe aux planètes. (....) Ici, on a un diagramme qui illustre la diversité des planètes. La basse des planètes en unité de basse de la Terre, la Terre serait là. Et ça, c'est la période. Donc la Terre serait tout à fait là. Il y a différentes techniques qui sont utilisées, différentes couleurs. La vitesse radiale, c'est ces points un peu roses, mauvres. Les transits, c'est jaune, etc. On voit l'apport énorme des transits. (..) Et après, le télescope va commencer à s'intéresser... Dans cette région-là, c'est des Jupiter froids. Ça, c'est des Jupiter chauds, donc très près de l'étoile. Ça, c'est des mini-Neptunes, donc des Neptune, mais plutôt plus petits en diamètre. Et en bas, on a les planètes rocheuses. Donc ce télescope va essayer de contribuer à l'attitude de tous ces objets. Et en particulier, d'étudier les conditions atmosphériques des planètes tempérées, qui sont plutôt légèrement plus chaudes que la Terre, parce que c'est un peu plus facile. Et si vous vous rappelez (.) ce que j'ai dit du filtre, que l'on voyait en bleu sur l'image précédente, (..) le télescope spatial applique justement cette technique. Le filtre, ici, permet de reconstruire la courbe de composition chimique commune. C'est incroyablement simple. (.) Vous savez, j'arrondis. La Terre a un diamètre de 12 000 km, dans le visible. (.) Imaginez que vous remesurez le même diamètre par là. (..) La profondeur du transit est directement une mesure de la dimension de l'objet. Si vous recommencez la même mesure dans l'infrarouge, à 9,7 microns, c'est le domaine où l'ozone est bloqué dans la haute atmosphère, environ à 40 km. Donc 12 000 plus 40 plus 40, 12 080. Donc si vous regardez un transit de la Terre devant le Soleil dans le domaine bloqué par l'ozone, le contraste serait un peu plus profond. Vous pouvez faire cette démarche pour toutes les longueurs d'onde. (.) C'est un spectrographe. Vous reconstruisez le spectre, qui est symbolisé ici. Vous pouvez faire la physique de l'atmosphère par cette technique-là. (...) Ça, c'est schématisé ici, parce qu'il transite de différentes couleurs. Le but, c'est d'essayer d'identifier un ensemble de molécules que l'on pense être une sorte de signature de la présence de la vie. (.) Ça, c'est des vraies mesures faites par le James Webb. Vous voyez tous les transits mesurés. Ici, c'est dans l'ultraviolet. Ça, c'est dans le rouge. Vous voyez que les transits changent de forme. Ce sont des changements infimes qui permettent de reconstruire. La publication faite par ses collègues qui ont analysé ces données que je présentais, sont présentées ici. Vous avez les différentes molécules qui peuvent être identifiées par cette technique en fonction des longueurs d'ondes de l'infrarouge. Actuellement, c'est un domaine extraordinairement riche de la recherche des planètes, puisqu'on peut commencer à faire de la physique des atmosphères, mais aussi, éventuellement, chercher des biomarqueurs. (.) On n'a pas trouvé de méthane, et ça, on est bien tristes. (..) Je crois qu'il ne me reste plus qu'à vous remercier. Je vous invite à aller au Chili après 2028. (17 secondes pause)
S09: Merci. Merci à vous. (...) Merci à vous. Merci à vous. Merci à vous. Merci à vous. (..) Merci à vous. Merci à vous. Merci à vous. Merci à vous. Merci à vous. Merci à vous. Il y a une question. Si tu veux bien. (........)
S10: Bonjour. Merci beaucoup pour cette présentation. J'ai une question. Est-ce que c'est mieux d'avoir plein de petits télescopes pour faire une image ou d'avoir un grand télescope qui coûte très cher pour faire une image ? (..)
S03: Ça dépend un peu de ce que l'on veut faire. Si vous voulez avoir une très grande résolution angulaire, il faut un gros télescope ou alors une technologie énorme pour combiner la lumière de tous ces petits télescopes. (.) À ma connaissance, je connais des observatoires. Il y en a près d'Aoste qui cherchent des transits avec une batterie de petits télescopes. (..) Il ne me semble pas qu'ils aient trouvé des choses extraordinaires encore. C'est, comment dire, c'est pas facile. Avec un petit télescope, on peut faire beaucoup de choses. Par exemple, nous, on opère depuis 1998 (.) un télescope d'1,20 m. Actuellement, pour les astronomes, c'est un petit télescope au Chili, télescope Euler. Il a trouvé, je ne sais pas, 150 ou 200 planètes. Donc, on n'a pas besoin nécessairement de très grands télescopes. Et puis, vous avez vu la détection faite par Tim Brown, un boulder, de l'objet qu'on lui avait postéré et qu'on a potentiellement motionné. Eh bien, il avait un télescope de 10 cm. Pourquoi ? Parce que c'est un étoile brillante. Donc, oui, les astronomes commencent à pouvoir collaborer entre eux dans le domaine des transits. (..) Il y a eu aussi, par exemple, à l'Observatoire de Haute-Provence, il y a 15, 20 ans, je ne sais plus, il y avait un objet qui avait une excentricité de 0,93 et une période de plus de 100 jours. A priori, ce n'était pas le bon candidat pour chercher un transit. Et pourtant, il y a des gens qui ont dit « Ah, elle va quand même passer très près au Périastre et à l'OHP et aussi dans un collège anglais. » Eh bien, la même nuit, ils ont réussi à découvrir le transit de la planète qui passait devant cet étoile. Donc, il y a des possibilités, mais il faut quand même se rappeler que ce n'est pas le domaine le plus facile. (..)
S09: Ce cas-là que tu as cité, je m'en souviens bien, bien sûr. (.) Alors, y a-t-il d'autres questions, d'autres commentaires ? Oui, ici. (11 secondes pause)
S08: Je me demandais comment on fait pour que le mouvement de la Terre elle-même ne perturbe pas dans la mesure de l'effet Doppler vu que la Terre aussi tourne autour du Soleil ? (.)
S03: C'est simple. On établit des bons contacts avec un institut de mécanique céleste de Paris qui a un programme incroyable qui permet de corriger, de déterminer toutes les perturbations dues à la Lune, (..) à Jupiter, etc., sur le mouvement qu'on pourrait observer d'une planète. Donc, évidemment, c'est une condition impérative d'éliminer tous ces phénomènes-là. Comme ça, il y a des programmes de mécanique céleste qui permettent d'éliminer les mouvements du Soleil qui, induits par la Lune, induit... Les mouvements de la Terre, induits par la Lune, induits par Jupiter, etc. Et donc, on corrige de ça. Et puis, évidemment, vous devez tenir compte de l'endroit où vous vous trouvez sur la Terre parce que la Terre tourne. Et puis, il faut bien connaître la distance qui nous sépare du centre de la Terre, etc., ou de l'axe de rotation. (.) C'est évident qu'on doit tenir compte de ces effets. Et aussi des effets relativistes. Comment dire ? Quand on cherche à corriger des effets de l'ordre d'un milliardième, etc., eh bien, on ne doit pas appliquer des formules newtoniennes pour corriger les vitesses. Parce que la vitesse apparente des étoiles change, disons typiquement, de plus 30 km par seconde à moins 30 km par seconde dû à ce mouvement autour de la Terre. Donc, 60 km par seconde. Et vous cherchez des choses qui sont de quelques centimètres par seconde. Donc, il faut faire le calcul assez proprement. (..)
S09: Merci. Alors, sur le direct, sur Internet, on a quelques commentaires d'y remerciements. Alors, ça nous fait plaisir. Merci. On a une proposition de stage, mais je ne sais pas si je vais la transmettre là. On a aussi des questions. Alors, il y a une question là. Bonsoir, M. Maillot. À combien estimez-vous le nombre possible d'exoplanètes dans notre galaxie ?
S03: Alors, évidemment, c'est purement spéculatif. Mais disons, l'argument que les conditions de formation des étoiles impliquent la formation d'un disque autour et la formation de plusieurs planètes... Alors, disons, dans le système solaire, on en a huit. Donc, 200 milliards fois huit, ça fait déjà beaucoup. Bon, alors, peut-être que je suis un peu trop optimiste. Mais voyez, le nombre se chiffre par milliards, centaines de milliards. Après, vous pouvez vous dire combien sont des planètes rocheuses. Je ne sais pas. Les petites planètes sont plutôt les plus faciles à former. (..) Donc, disons, en tout cas, des dizaines de milliards. (.) Combien y en a-t-il qui sont à la bonne distance de l'étoile pour avoir... pour qu'ils fassent juste bon, que l'eau soit liquide à la surface ? Il y en aura une sur dix, peut-être. Donc, c'est encore des milliards. Voilà. Donc, c'est juste pour dire qu'a priori, le nombre de planètes rocheuses à bonne distance de l'étoile se chiffre en centaines de millions, voire peut-être milliards. Voilà. Elles sont loin. Le problème, même si on dit qu'elles existent, ça ne veut pas dire que... Comment dire ? Que c'est facile de les mesurer. Et actuellement, un point qui est très, très important, c'est de souligner que les astronomes s'intéressent surtout aux planètes les plus proches, aux étoiles les plus proches. (.) Nos voisines sont les plus intéressantes. Ce n'est pas une planète à l'autre bout de la galaxie. On ne peut rien faire après, si elle est trop loin. (..)
S09: Merci. Y a-t-il d'autres questions, commentaires dans la salle ? Juste là ? Oui ? Alex, juste là. On va leur la voir. (.)
S01: Oui, bonjour. Merci beaucoup pour cette conférence. Je me demandais, en l'écoutant, et puis par rapport à la littérature, est-ce que la grande question d'aujourd'hui, c'est vraiment de les détecter toutes, ou d'en détecter le plus grand nombre ? Ou si on voit les questions sur les biosignatures, l'enjeu, c'est pas plutôt de regarder pendant le plus longtemps possible quelques cibles privilégiées pour réduire les incertitudes ? (..)
S03: Je crois que les deux buts existent un peu. C'est clair que les 25 dernières années ont été une époque vaste pour la découverte de la diversité. C'est un peu comme un botaniste qui arrive, qui se promène dans la nature, et il essaie d'échantillonner toutes les fleurs qu'il peut trouver. Déjà, il se fait un inventaire de toute la diversité. Maintenant, y a aucun doute que... C'est pas tous les travaux, mais une partie importante (..) est mise pour la recherche de planètes rocheuses dans la zone habitable, qui sont autour d'étoiles proches, si possible, en gros, établir une liste de candidats pour être mesurés par ces techniques de spectroscopie par transits ou voire par d'autres techniques dans le futur. Actuellement, c'est une des grandes avenures, mais c'est pas la seule. Y a d'innombrables questions qui sont faites. Par exemple, y a une technique que je vais pas décrire ici parce que c'est un petit peu plus technique. On est capable... Vous voyez, vous avez le soleil, l'écliptique, les planètes tournent dans ce disque. Et en gros, ce disque écliptique est plus ou moins perpendiculaire à l'axe de rotation du Soleil. Et puis, on a une technique qui nous permet de mesurer l'inclinaison du plan pour d'autres étoiles, d'autres systèmes planétaires. (.) Les premiers systèmes qu'on a mesurés par cette technique, nous disaient tout va bien, ils sont perpendiculaires à l'axe de rotation. Et tout d'un coup, on a découvert des orbites planétaires qui étaient très inclinées, (.) incroyablement inclinées. Et pire que ça, on a trouvé des planètes qui tournent dans le mauvais sens, à savoir l'étoile tourne comme ça et la planète tourne dans l'autre sens. Voilà, c'est juste pour dire que la formation planétaire, c'est encore un domaine où il y a des belles choses à faire par 36 techniques différentes. (..) Merci. D'autres questions, commentaires ? Peut-être juste, j'aimerais faire un petit commentaire. Je t'en prie. Il me semble que j'ai bien écouté ce que tu as dit. Une des prochaines conférences concerne la vie autour des planètes. Alors moi, je n'en ai pas parlé d'une manière purement technique, à savoir, voilà, comment est-ce qu'on peut détecter des biomarqueurs ? Je ne suis pas biologiste, donc peut-être qu'il y a des choses intéressantes à écouter, justement, par quelqu'un qui discutera plus l'aspect de la biologie qui se cache là-derrière. (.)
S09: Alors, ici, une question ? (.......)
S02: Bonjour. Merci pour cette conférence. Je sais que pour les systèmes solaires, il existe une zone habitable. Est-ce qu'il y a également une zone habitable aussi pour la galaxie ? Ou c'est une spéculation ? Une zone habitable galactique ? (..)
S03: Non, je pense pas. On va dire, si vous avez une planète qui tourne autour d'une étoile avec les bonnes distances rapport à l'étoile pour que la température soit compatible avec la chimie compliquée qu'on attend du développement de la vie, si c'est, disons, à 1 kPa du centre de la galaxie ou à 10 ou 15 kPa du centre, la physique sera la même. Les atomes sont les mêmes. Il y a un peu plus d'éléments (..) autres que l'hydrogène dans les régions centrales, mais en gros, tous les types d'atomes existent partout. Donc, il n'y a pas de zone habitable spécifique dans la galaxie. (...)
S09: Merci. Alors, une autre question peut-être sur Internet. Question. Quelles seraient les conditions pour qu'une étoile n'ait pas de planète ? Est-ce qu'on peut imaginer ça, des choses qui pourraient rendre difficile la formation des planètes autour d'une étoile ?
S03: Oui, j'ai pris la précaution quand j'ai dit toutes les étoiles de la galaxie, ou presque toutes, justement pour ce problème-là. Les étoiles naissent souvent par petits groupes. On connaît des systèmes extrêmement jeunes où il y a quatre étoiles qui viennent d'être formées très proches. Ce sont des systèmes qui, dynamiquement, sont extrêmement instables. Donc, tôt ou tard, il y en a une qui va être éjectée du système, voire deux. (.) Et à ce moment-là, c'est un phénomène d'une très grande violence dynamique. On peut imaginer que le système planétaire ait de la peine à suivre. Donc, non, on peut admettre que de temps en temps, il y ait des étoiles qui n'ont pas de système planétaire. Par ailleurs, les étoiles massives, (.) jusqu'à la masse du Soleil, voire un peu plus, ont des méthodes pour détecter des planètes. Pour les étoiles très massives, on n'a pas de technique. Vraiment, on ne sait pas grand-chose. (.) Mais comme il y en a très peu, ce n'est pas un problème par rapport à ce que j'ai dit. (.)
S09: Merci. Une question ici. (....)
S07: Tout d'abord, merci beaucoup pour votre conférence. Ensuite, j'avais une question concernant un des derniers graphiques de votre exposé. Il montrait les différentes planètes qui avaient été découvertes en fonction de leur période de rotation et de leur masse en unité de masse terrestre. On pouvait voir dans la légende de ce graphique que certaines planètes avaient un petit indice rouge avec à côté écrit imaging. Je voulais savoir si ces différentes planètes avaient été découvertes par observation directe et si c'était possible. Merci beaucoup. (..)
S03: Il y aurait largement l'espace pour une autre conférence sur les différentes techniques pour rechercher. Il y a d'une part, j'ai décrit deux techniques, qui sont l'effet Doppler et l'électrosite. Mais la méthode qui était appliquée avant, c'était une méthode dite d'astrométrie. À savoir, vous voyez une étoile sur le ciel, elle va non seulement bouger dans votre direction, effet Doppler, mais elle va bouger en position sur le ciel. Le problème, c'est que c'est terriblement petit. (..) Jusqu'alors, très récemment, c'était très difficile. Maintenant, le satellite Gaia, qui donne les mesures de position avec une terrible précision, (..) va donner, commence à donner, la découverte de planètes par leur changle. On voit changer les positions d'étoiles sur le plan du ciel. Ça, c'est une troisième technique. À part ça, il y a un effet de courbure des rayons lumineux qui s'appelle l'onguille gravitationnelle. Ça, ça résulte de la gravité, de la théorie d'Einstein. (..) Une étoile va défléchir la lumière qui vient d'une étoile très lointaine et vous serez comme au foyer d'une onguille. Vous verrez brutalement sa luminosité s'amplifier. Si par hasard, il y a une planète à côté, très bien alignée avec votre oeil, vous aurez un signal plus compliqué qui vous dit qu'il y a une planète juste à côté. C'est une méthode qui a été... Il y a très peu de découvertes autour. C'est une méthode qui est aussi... Et il y a la méthode d'imagerie que vous mentionnez. Alors, ça commence. (.) L'énorme difficulté de surmonter ce rapport de luminosité entre l'étoile et la planète... Comment dire ? Actuellement, il y a des instruments incroyablement complexes qui ont été construits, en gros, pour éteindre la lumière de l'étoile par des méthodes optiques pour voir ce qu'il y a autour. Cette technique donne des résultats. C'est des points que vous avez mentionnés. C'est des planètes massives à grande distance des étoiles. Donc, c'est certainement possible. C'est même très intéressant dans le contexte de la formation des planètes. Pour former une planète, la théorie standard, c'est par agglomération de grains de poussière, puis après, de gaz. (.) Le problème de ces planètes, elles sont très loin, très massives. Il n'y a plus assez de gaz, de poussière. Comment ont-elles été formées ? Il se pourrait qu'ils soient un autre mécanisme d'instabilité gravitationnelle du disque. C'est-à-dire que ça fait des grumeaux dans le disque. (.) Donc, c'est intéressant, tout à fait, mais dans une autre thématique. (..)
S09: Merci. Y a-t-il d'autres questions, commentaires ? (....)
S05: Je profite. (.)
S09: Vas-y. (..)
S05: Dans vos graphiques, j'étais surpris par le fait que les nouveaux planètes ont une période très courte, quelques jours. (.) Est-ce qu'il y a un biais dans l'instrumentation qui implique un nombre assez important de planètes qui sont en... (...) un temps de rotation très court autour de l'étoile ? (..)
S03: Oui, c'est clair. Donc, les différentes techniques nous montrent qu'il existe des planètes à très courte période. (..) Alors, il faut tenir compte de différentes choses. D'abord, il y a un biais d'observation. Si la planète est près de l'étoile, elle va induire un mouvement de recul de l'étoile qui est plus gros. Donc, c'est des objets qu'on découvre par effet Doppler d'une manière favorisée. (.) La probabilité aussi qu'il y ait un transit dépend d'une manière critique de la distance. Donc, ces deux techniques favorisent énormément ces objets à très courte période. Voilà. Donc, ça, c'est un point. Maintenant, les phénomènes que j'ai mentionnés de migration orbitale contribuent justement à faire que certains systèmes font tel que les planètes vont migrer près de l'étoile. Alors, on peut rêver. Il y a des objets intéressants. (.) Certains objets sont tellement près de l'étoile que même les roches vont fondre, on peut calculer, que les silicates sont fondus. Donc, c'est des planètes de boules de lave qui sont là. Inversement, si vous avez des planètes de glace comme Uranus, Neptune, qui migrent et se rapprochent trop de l'étoile, c'est seulement dans l'époque de leur jeunesse du système, mais au début, si une telle planète avait migré près de l'étoile, ça termine en une planète océanique. C'est une boule avec un océan gigantesque à 600 km de profondeur. Ça n'a rien à voir avec notre couche d'eau sur Terre. Voilà. Donc, c'est juste pour dire qu'il y a une variété de systèmes planétaires, de structures de planètes qui est absolument fantastique. (..)
S09: Merci. Je crois qu'il y avait une question juste à côté. (.)
S00: Du coup, j'aimerais savoir, en moyenne, dans un système planétaire, combien il y a de planètes ? Est-ce que c'est, par exemple, je donne des nombres totalement hasard, deux planètes en moyenne, cinq planètes, huit ? (..)
S03: Je suis incapable de répondre d'une manière fondée là-dessus. Ce que je peux dire, c'est qu'on trouve un certain nombre de systèmes avec jusqu'à huit planètes, comme sur la Terre. Le problème, c'est que la bêtise des transits, qui est celle la plus riche pour ces systèmes multiplanétaires, c'est que si vous avez deux ou trois planètes qui font exactement un superbe transit, mais les deux ou trois autres qui existent dans le système sont légèrement avec une orbite légèrement inclinée, vous ne les voyez pas. Elles ne font pas de transit. (..) Voilà. Donc, ça veut dire que là de nouveau, on a toujours une vision biaisée de la réalité. Et vouloir donner un chiffre, je crois que c'est difficile. En tout cas, il n'y a pas de raison, il n'y a pas de raison physique qui nous dise que les systèmes avec deux planètes doivent être plus fréquents. Non, on ne sait pas. A priori, je dirais plutôt que c'est le grand nombre qui est la règle. (..)
S09: Merci. Alors, une autre question sur Internet. Envisage-t-on d'envoyer des signaux vers ces exoplanètes ? (..)
S03: On peut toujours les envoyer, les signaux. Le problème, c'est de savoir s'ils sont reçus. (...) Ce que l'on sait, c'est qu'environ 1960, une expérience qui s'appelle SETI a démarré, qui consiste à utiliser des radiotélescopes pour écouter le cosmos, dans l'espoir de détecter un signal radio qui vient, qui est une structure qui n'est pas due à un bruit physique dans l'univers. Donc, il y a une structure logique qui nous dit qu'il y a quelque chose de plus que la nature ici. On ne peut rien dire de plus que les instruments se sont complexifiés énormément. (..) Ce sont des scientifiques qui sont absolument compétents qui ont développé toute cette technique, mais depuis plus de 60 ans, on n'a pas trouvé. Mais l'absence de détection ne prouve pas que ça n'existe pas. Et là, c'est une recherche totalement différente de celle que j'évoque ici. (.) Là, on parle de modifications chimiques dues à la présence de vies qui peuvent être seulement des unicellulaires, des bactéries. La plus grande partie de la vie sur Terre, il n'y avait que des bactéries, des unicellulaires. Tandis que dans l'expérience SETI, on cherche des êtres intelligents qui ont développé la technologie et qui ont envie de vous téléphoner. C'est quelque chose de totalement différent. (.) Et dire a priori quelle est la probabilité que ceci soit détecté, (.) on ne peut pas le dire. En tout cas, moi, je ne peux pas le dire. (..)
S09: Je vous propose de prendre quelques dernières questions. On a une juste là. (.)
S04: Bonjour, merci pour votre conférence. Je voulais vous poser une question. Quelle est la genèse ? De quelle façon sont formées les planètes gazeuses et les planètes telluriques ? Et en fait, quelles sont celles qui sont proches d'une étoile et celles qui sont éloignées ? Parce qu'il paraîtrait que, j'avais lu quelque chose, que la Terre aurait dû être plus éloignée et les planètes comme Jupiter plus proches de la Terre au moment de la formation du système solaire. Et alors, est-ce qu'en général, les planètes gazeuses sont plus proches de l'étoile ou l'inverse ? Comment se fait la genèse ? (..)
S03: Oui, alors, le scénario standard pour la formation des systèmes planétaires, c'est d'abord, dans les régions centrales du disque, (.) il n'y a pas de gaz... Comment dire ? Il a été soufflé vers l'extérieur. Et il reste, dans les régions centrales, des grains de silicate et de métaux. Donc, c'est la collision, d'abord, de petits cailloux riches en métaux aussi, qui vont s'agglomérer par des processus qui restent loin d'être compris complètement, qui vont former des planètes rocheuses. S'ils captent aussi un petit peu quand même de gaz, pour avoir une masse qui vient de plusieurs fois la masse de la Terre, la gravitation va être telle qu'elle va pouvoir capter la masse... D'abord, non. (.) Dans les régions assez loin de l'étoile, il existe des grains de glace. C'est fondamental, la formation des systèmes planétaires, parce qu'il y a beaucoup plus de glace que de grains de métaux et de silicate. Donc, l'agglomération de grains de glace va former une sorte de boule de neige sale dont la masse, quand on arrive à la masse de la Terre, est suffisante pour attirer le gaz qui se trouve dans la nébuleuse et brutalement amener la masse à monter à des valeurs... Comme Jupiter, c'est 300 fois la masse de la Terre. Donc, on ne peut pas trouver autant de silicate et de fer pour former un Jupiter ferreux. (..) Ça, c'est le mécanisme. Donc, agglomération de grains de poussière, de glace et de gaz, graduellement, pour former... Dans les régions, (.) le scénario standard induit que les planètes rocheuses sont dans les régions intérieures et les planètes gazeuses, plus loin. Après, vous entrez dans ces mécanismes dynamiques de la migration qui font que les planètes massives vont se rapprocher. C'est pour ça qu'on trouve cette diversité incroyable où vous avez des planètes géantes, gazeuses, qui se trouvent tout près de l'étoile. C'est un des points de la complexité de ce qu'on observe. On observe un peu n'importe quoi. Des fois... (...)
S09: J'ai posé une question. On pourra regarder la rediffusion. Quand tu as présenté le moment où vous avez découvert la planète, tu as dit, je crois que je vais te citer, tu as dit, oui, voilà, ce doit être une planète. C'était si tranquille ? Vous aviez autant de flingues que ça ?
S03: Non. (...) Le système, le domaine des planètes extrasolaires, pas d'un point de vue théorique, mais d'un point de vue observationnel, était un domaine qui était très mal considéré dans la communauté des astronautes. Pourquoi ? Parce qu'il y a eu plusieurs fausses annonces. En 1943, deux annonces qui étaient erronées, c'est-à-dire des problèmes techniques. (.) Après, il y a eu encore deux autres plus tard, en tout cas peut-être plus. En tout cas, quatre papiers qui ont montré, apparemment, avec beaucoup de fracas, on a découvert des nouvelles planètes, et après, il n'y en a pas. C'est très paradoxal, alors que c'était un sujet qui avait un certain... intérêt culturel, philosophique, depuis fort longtemps. En fait, dans les années 80, 90, il n'y avait, à ma connaissance, que quatre groupes au monde, en gros, de deux personnes qui travaillaient pour chercher ces planètes. Complètement secondaire. Il y avait le groupe des Canadiens, qui avait commencé les premiers vers les années 80 à chercher. Après, il y avait le groupe de Californie, en 85, 86, je ne sais plus. Et puis nous, après, en 88. Et puis après, nous, on a commencé en 93, comme ça, avec 94, etc. Donc, voilà. Puis nous, on était parmi les derniers à entrer dans ce jeu. Et puis bon, on a été les premiers à lever une première planète. Mais on peut expliquer des fois un peu pourquoi c'est comme ça. C'est passé comme ça. Mais c'était comme dire... Quand, après, vous trouvez un objet, quelles étaient les inquiétudes qu'on en a eues ? D'abord, ce qu'on observe, c'est pas une planète. On observe changer la vitesse de l'étoile. (.) Est-ce que c'est pas un autre phénomène physique ? Il y a des possibilités. Si vous avez une étoile comme notre Soleil qui tourne avec des taches, le fait qu'il y ait des régions de l'étoile qui n'émettent pas, parce que c'est plus noir, eh bien, ça donne apparemment un changement de vitesse de l'étoile. (..) Voilà, ça, c'est une des raisons. (.) À part ça, on connaît beaucoup d'étoiles qui pulsent. Évidemment, si elles pulsent, une partie de la surface vient vers vous, repart en arrière. (.) Donc, il y avait une raison très objective d'être prudent. Pas ajouter en cause encore une détection erronée à ce long palmarès de mauvaise détection. Voilà, ça, c'était la raison qui a fait que j'ai dit, attention, on se calme, on n'en parle pas, on attend la saison suivante. Et puis comme ça. Juste au moment où on l'a remesuré, en juillet 1995, (.) on était heureux, voilà, tout marchait bien et tout. (..) Mais après, on l'avait présenté à Florence au mois d'octobre. (..) Ça avait déjà été soumis à Nature, le journal. (.) On était un peu inquiets, quel est le retour des référies ? Vous savez, le système des publications scientifiques, on l'envoie à un journal qui l'envoie à des gens qui doivent faire une expertise. Est-ce que c'est raisonnable ? (.) Donc, on avait une certaine inquiétude. Est-ce qu'on n'est pas en train d'ignorer un phénomène physique qui nous a échappé ? On n'a pas vu quelque chose comme ça. Voilà. (.) Pour répondre à ta question, on n'était pas si calmes que ça. (..)
S09: La mort est tenue. (12 secondes pause) Merci. Je vous propose d'arrêter là. Merci à tous d'être venus. Merci, Michel, pour cette présentation. Je vous propose de nous retrouver le mois prochain, le 4 juin. Nous serons de retour à l'Institut d'astrophysique de Paris. Les réservations pour venir assister à cette conférence, c'est à partir de demain matin. Donc, merci à tous et bonne soirée. Au revoir.