Il y a dix ans, lors d’une nuit d’été à la campagne, la jeune astrophysienne Élise Moreau observait le ciel étoilé à travers un télescope artisanal. « Je me souviens avoir pensé que chaque étoile cachait peut-être des mondes inconnus », raconte-t-elle aujourd’hui, alors que son équipe vient de bouleverser notre compréhension de l’univers. Grâce à des observations menées avec le réseau KMTNet, les astronomes révèlent une réalité surprenante : les super-Terres, ces planètes mystérieuses entre la taille de la Terre et de Neptune, pourraient être la règle plutôt que l’exception dans notre galaxie.
Quelle est la véritable répartition des super-Terres dans la Voie lactée ?
Lors d’une conférence à l’observatoire de Paris, Élise Moreau dévoilait récemment des données qui ont fait pâlir d’envie ses collègues. « Nos modèles précédents suggéraient que les super-Terres représentaient moins de 15% des systèmes planétaires », explique-t-elle. Mais les nouvelles observations, combinant des données de microlentillage gravitationnel et des relevés spectroscopiques, révèlent que jusqu’à 35% des étoiles de type solaire pourraient abriter ces planètes. Ce chiffre grimpe même à 50% pour les étoiles naines rouges, les plus nombreuses de la galaxie.
Le cas de Kepler-186f, située à 500 années-lumière, illustre parfaitement cette découverte. Cette super-Terre, trois fois plus massive que notre planète, orbite dans la zone habitable de son étoile. « Ce qui nous surprend, ce n’est pas sa taille, mais sa position », précise l’astrophysicien Javier Crespo, qui a participé à l’étude. « Elle se trouve exactement là où nous attendions une géante gazeuse selon les modèles classiques. »
Comment détecter des planètes invisibles grâce au microlentillage gravitationnel ?
La méthode du microlentillage gravitationnel, comparée à un « télescope cosmique naturel » par les chercheurs, repose sur un phénomène prédit par la théorie de la relativité générale. Lorsqu’un objet massif passe devant une étoile lointaine, sa gravité dévie et amplifie la lumière de cette dernière. « C’est comme observer une pièce sous l’eau : la lumière se déforme, créant des distorsions que nous pouvons analyser », explique Alex Navarro, spécialiste des techniques d’observation.
Le réseau KMTNet, composé de trois télescopes de 1,5 mètre installés en Australie, au Chili et en Afrique du Sud, a permis de multiplier par dix la précision des mesures. « En combinant ces trois points d’observation, nous obtenons une résolution spatiale comparable à celle du télescope spatial Hubble », souligne Navarro. Cette synergie a révélé des détails inédits sur la planète OGLE-2018-BLG-0677Lb, située à 13 000 années-lumière, dont la découverte a confirmé la présence de super-Terres dans les zones externes des systèmes stellaires.
Pourquoi notre système solaire pourrait-il être une exception cosmique ?
« Nous pensions être la norme, mais nous découvrons que nous sommes peut-être l’anomalie », résume Élise Moreau devant une salle médusée. Le système solaire, avec ses quatre planètes rocheuses internes et quatre géantes gazeuses externes, semble en effet atypique. Les observations montrent que 70% des systèmes stellaires observés présentent une architecture différente, avec des super-Terres occupant les orbites où l’on s’attendait à trouver des géantes gazeuses.
Javier Crespo illustre ce changement de paradigme avec l’exemple de la jeune étoile HR 8799. « Nous y voyons quatre géantes gazeuses en orbite éloignée, mais des simulations récentes suggèrent que ce système pourrait avoir expulsé des super-Terres lors sa formation. » Cette hypothèse, soutenue par des modèles de migration planétaire, expliquerait pourquoi notre système solaire présente cette configuration particulière.
Quels nouveaux espoirs pour la recherche de vie extraterrestre ?
« Chaque super-Terre détectée est une nouvelle case à cocher dans notre quête de vie ailleurs », déclare Alex Navarro, dont l’équipe étudie les atmosphères de ces planètes. Les super-Terres, avec leur gravité plus forte, pourraient retenir des atmosphères denses favorables à l’accumulation de molécules organiques. Certaines, comme GJ 357 d, située à 31 années-lumière, présentent des températures modérées qui pourraient permettre l’existence d’eau liquide.
Des scénarios audacieux émergent. Javier Crespo évoque avec passion la possibilité de « planètes-océans » recouvertes d’eau gelée à la surface mais abritant des océans souterrains chauffés par l’activité radioactive. « Imaginez des écosystèmes évoluant dans l’obscurité, alimentés par des sources hydrothermales comme celles que nous trouvons dans les fonds marins terrestres », s’enthousiasme-t-il.
Une galaxie pleine de mystères à explorer
Élise Moreau se souvient d’un moment clé de sa carrière. « En 2016, en analysant les données du télescope Kepler, j’ai vu un signal faible mais répétitif. C’était la première super-Terre détectée en orbite éloignée. » Cette découverte, confirmée six ans plus tard par des observations au sol, a ouvert la voie à une révolution dans l’astrophysique planétaire.
Alex Navarro partage une anecdote émouvante. « Un soir, après avoir confirmé notre dixième détection de super-Terre, un collègue m’a dit: ‘Tu te rends compte? Nous sommes peut-être en train de découvrir des mondes où d’autres êtres vivants regardent leur ciel en se posant les mêmes questions.' » Ce sentiment d’émerveillement partagé par la communauté scientifique illustre l’impact profond de ces découvertes.
A retenir
Qu’est-ce qu’une super-Terre exactement ?
Une super-Terre est une exoplanète dont la masse est comprise entre 1 et 10 fois celle de la Terre. Contrairement aux géantes gazeuses comme Neptune, elles peuvent être rocheuses, mais certaines possèdent une atmosphère épaisse de gaz légers. Leur composition varie considérablement selon leur distance à l’étoile.
Pourquoi les super-Terres étaient-elles considérées comme rares ?
Les premières méthodes de détection, comme la vitesse radiale et le transit, étaient biaisées vers les planètes proches de leurs étoiles. La découverte récente d’une super-Terre à distance jupitérienne a révélé que ces planètes existent aussi dans les zones froides, là où l’eau pourrait être solide.
Quels instruments ont permis cette découverte ?
Le réseau KMTNet (Korean Microlensing Telescope Network) a joué un rôle décisif, avec ses trois télescopes permettant une surveillance continue du ciel. Le futur télescope spatial Nancy Grace Roman, équipé d’un coronographe avancé, devrait multiplier par cent le nombre de détections.
Quels sont les défis pour étudier ces planètes ?
La faible luminosité des super-Terres éloignées rend leur observation directe extrêmement difficile. Les astronomes doivent souvent analyser la lumière des étoiles traversant leur atmosphère pendant un transit, ou étudier les perturbations gravitationnelles qu’elles induisent.
Quelles implications pour la recherche de vie ?
Les super-Terres pourraient présenter des conditions extrêmes mais stables sur de longues périodes. Leur gravité plus forte pourrait retenir des atmosphères denses, favorables à des cycles biologiques différents de ceux terrestres. Certaines théories suggèrent même la possibilité de vie dans des océans souterrains chauffés par l’activité radioactive.