Planets we could call home

Sommaire : Qu'est ce qu'une planète extrasolaire ? Petit histoire de la recherche de planètes extrasolaires Méthode de détections des exoplanètes Condition nécessaire au développement de la vie Sœurs « jumelles » de la Terre ? Et dans notre propre système solaire ? Conclusion

Quelques définitions « Une planète est un corps céleste (a) qui est en orbite autour du Soleil, (b) qui possède une masse suffisante pour que sa gravité l'emporte sur les forces de cohésion du corps solide et le maintienne en équilibre hydrostatique (forme sphérique), et (c) qui a éliminé tout corps se déplaçant sur une orbite proche. » Une planète extrasolaire possède les même caractéristiques que les planètes si ce n'est qu'elles gravitent autour d'une autre étoile que le soleil.

Jusqu'au 20ème siècle Dès l’Antiquité des penseurs imaginent la possibilité d'un système stellaire analogue au notre. 1585, Giordano Bruno publie « L'infini, L'Univers et les mondes » Développement de ces idées à partir du 16ème siècle

∙ Les premières découvertes d'exoplanètes datent de la fin du XXème siècle : - 1992 : Autour du pulsar PSR B1257+12 - 1995 : 51 Pegasi b dans la constellation de pégase première exoplanète autour d'une étoile similaire à la notre Distance : environ 40 années-lumières - 2012 : Au 20 Septembre 809 planètes extrasolaires répertoriées

Comment détecter les exoplanètes ? Spectrométrie des vitesses radiales  L'astrométrie La photométrie Les micro-lentilles gravitationnelles Détection directe

Spectrométrie des vitesses radiales - Détecte l'influence gravitationnelle des planètes sur leur étoile et la vitesse radiale de la planète Si planète il y a => l'étoile gravite autour d'un centre de masse => Teinte plus bleue quand l'étoile s'approche, plus rouge quand elle S'éloigne => Variation de la teinte est périodique

Unseen planet Long wavelength indicates retreating star Parent star wobbles in response to planet’s gravitational pull Short wavelength indicates advancing star

L'astrométrie On part du même principe que la spectrométrie des vitesses radiales On étudie encore une fois le mouvement de l'étoile, mais cette fois-ci on compare l'écart entre l'étoile-hôte et une étoile de référence Si ce mouvement est périodique alors l'étoile possède une planète Ne fonctionne que pour une planète ayant une longue période

La photométrie des transits Ne fonctionne que si la planète passe devant son étoile pour un observateur terrestre. On évalue la luminosité de l'étoile, si il y a une baisse périodique de cette luminosité alors il y a une planète qui orbite autour de cette étoile Grâce à cette méthode on peut déterminer le rayon des planètes Ne fonctionne que pour des planètes ayant une période courte

Les micro lentilles gravitationnelles Utilise la déviation des rayon lumineux prévue par la relativité générale Nécessite l'alignement de deux étoiles Le deuxième étoile va ainsi éclairé la planète et rendre la planète visible Cependant ce phénomène est très rare

Observation directe N'est utilisable que dans des cas très rare, en cachant la lumière d'une étoile très peu lumineuse La planète que l'on veux observer doit être chaude et très massive

Quelles condition sont nécessaires à l'apparition de la vie ? La masse de l'étoile ; une trop grosse étoile meure trop vite et une trop petite ne dispensera pas assez d’énergie Na pas avoir une trop petite masse afin de conserver l'atmosphère Être une planète tellurique Être dans la zone habitable Composition de la planète Composition de l'atmosphère

La zone habitable Elle dépend de la luminosité de l'étoile et de la distance à l'étoile, elle peux être agrandie grâce à une atmosphère épaisse On a la formule : T= K/ x^(1/2) et en différenciant : dT/T= dx/2x= e Une étoile émettant aussi un rayonnement thermique on a : T^4s= C* T^4p dT(s)/T(s)= dT(p)/T(p), permet de déterminer la variation de la température d'une planète en fonction de celle de son étoile

Le cycle carbone silicate Equation chimique : CaSiO3 +Co2 CaCo3 + SiO2 CaCo3 et SiO2 sont des sédiments qui par subduction vont retourner dans le manteau. Une fois dans le manteau la réaction inverse va se produire d aux hautes pressions qui règne dans le manteau Ce cycle permet donc de maintenir stable la quantité de CO2 présent dans l'atmosphère

Sœurs « jumelles » de la Terre Il existe deux types de planètes similaires à la terre : - Les Super-Terre ferro-rocheuses - Les planètes océaniques On les nommes Super-Terre car elles ont un diamètre bien supérieur à la Terre Dans ce type de planète la Terre fait partie de la limite basse On peux déterminer ce type de planète avec leur densitée

Quelques exemples La très controversée : Gliese 581 g - se situerait en plaine milieux de la zone habitable - serai très similaire à la Terre - découverte par la méthode des vitesses radiales - se situe à 20 année-lumière de la Terre - découverte en 2010, confirmée en 2012 - période : 36,5 jours - masse : 3,1 masse terrestre - rayon : 2,9 Rt

Quelques exemples GJ1214b : - Super-Terre -6,55 masse terrestre - 2,7 * le rayon de la Terre - période : 38 heures

Quelques exemples GJ1214b : - Super-Terre - 6,55 masse terrestre - 2,7 * le rayon de la Terre - période : 38 heures - Sa composition principale serai la glace et les roches entourée d'une épaisse atmosphère - découverte en 2009

Quelques exemples CoRoT-7b : - Super-Terre principalement rocheuse - 4,8 masses terrestre - 1,7 Rt - période : 20 heures - Comme mercure elle montre toujours la même face au soleil

Quelques satellites intéressants dans la recherche de la vie dans notre système solaire Europe qui gravite autour de Jupiter : - Son enveloppe de glace pourrai cacher un océan susceptible d'abriter la vie - Cet océan la protégerai des rayons nocifs du soleil Titan qui gravite autour de Saturne : - Possède une atmosphère - Surface qui possède des caractéristiques similaire à la Terre - Lacs de méthane

Conculsion A force de chercher il est très probable que nous trouvions un jour une planète similaire à la Terre Même si nous ne pourrons pas nous y rendre, l'évolution des technologie permet une étude toujours plus poussée des exoplanètes Ces recherche pourrons nous pousser à mieux comprendre la Terre et ses caractéristiques

Bibliographie « Planets we could call home », Scientific America 2010 « Y a-t-il d'autres planètes habitées dans l'univers ? » , Les Petites Pommes du Savoir 2004 « Les planètes et leur environnement », Daniel Benest/ Claude Froschlé/ François Barlier/ Michel Blanc/ Sylvestre Maurice/ Jean-Paul Parisot /Jean-Pierre Peulvast/ Françoise Suagher 1996 http://phl.upr.edu/press- releases/fivepotentialhabitableexoplanetsnow http://www.syti.net/UniversEquilibre.html http://www.techno- science.net/?onglet=glossaire&definition=5832 http://www.cnrs.fr/publications/imagesdelaphysique/couv- PDF/IdP2005/02Ollivier.pdf

http://en.wikipedia.org/wiki/Extrasolar_planet http://fr.wikipedia.org/wiki/M%C3%A9thodes_de_d%C3% A9tection_des_exoplan%C3%A8tes http://en.wikipedia.org/wiki/Carbonate%E2%80%93silicat e_cycle http://blogs.scientificamerican.com/observations/2011/09/ 20/a-plethora-of-planets-number-of-known-exoplanets- soaring/ http://fr.wikipedia.org/wiki/51_Pegasi_b