En examinant un spectre de l’étoile de van Maanen pris en 1917, un chercheur a découvert des indices en faveur de l’existence d’exoplanètes. 

Des exoplanètes par milliers :

La recherche d’exoplanètes est un sujet qui mobilise de nombreux instruments astronomiques depuis un peu plus d’un quart de siècle. C’est en effet le 6 octobre 1995 que les chercheurs suisses Michel Mayor et Didier Queloz ouvraient le bal avec la détection de la première planète extrasolaire. En utilisant le télescope de 1,93 m de l’Observatoire de Haute-Provence, ils révélèrent l’existence de 51 Pegasi b. Il s’agit de la toute première exoplanète repérée à proximité d’une étoile comparable à notre Soleil.

Au 1er janvier 2021, plus de 4.300 exoplanètes ont été confirmées dans 3.242 systèmes planétaires. 720 d’entre eux sont des systèmes planétaires multiples. Mais la première preuve de l’existence d’exoplanètes est peut-être beaucoup plus ancienne.

Plongée dans les archives :

Aurait-on pu repérer accidentellement une exoplanète avant 1995 ? Pour répondre à cette fascinante question, il faut se plonger dans les archives photographiques des observatoires. Les plaques photographiques ont commencé à être utilisées à la fin du XIXe siècle en astronomie. C’est l’établissement de la Carte photographique du Ciel qui va les rendre indispensables.

Sous l’impulsion de Ernest Mouchez, directeur de l’Observatoire de Paris, dix-sept instruments équatoriaux photographiques sont installés à différentes latitudes. Cette entreprise internationale a pour but de cartographier l’ensemble du ciel étoilé. Si ce projet titanesque ne sera jamais achevé, il donne à la photographie astronomique ses premières lettres de noblesse.

Une naine blanche très proche :

À partir du début du XXe siècle, tous les observatoires astronomiques utilisent des plaques photographiques. En 1917 l’astronome néerlando-américain Adriaan van Maanen (1884 – 1946) découvre dans la constellation des Poissons une naine blanche. Elle est située à seulement un peu plus de 14 années-lumière du Soleil. Le spectre de cet astre, qui prend le nom d’étoile de van Maanen, est enregistré sur une plaque de verre peu après à l’Observatoire du mont Wilson par Walter Adams (1876 – 1956). Cet astronome en deviendra le directeur quelques années plus tard.

Ce spectre est archivé comme 250.000 autres plaques et ne revoit le jour qu’à la demande de Jay Farihi (University College of London). Ce chercheur conduit alors une étude sur les exoplanètes autour des naines blanches (voir sa publication sur Arxiv).

Une troublante découverte :

En examinant le spectre de l’étoile de van Maanen réalisé en 1917, Jay Farihi a la surprise de découvrir deux raies d’absorption (voir ci-dessous). On observe ces raies dans les spectres des naines blanches dites “polluées”. Ces astres sont en fait entourés de vastes anneaux composés de débris planétaires mais également d’astéroïdes. C’est le cas par exemple de la naine blanche WD 1145+017 étudiée en 2014 par le télescope spatial Kepler. Ces anneaux recèlent également des comètes ainsi que des planètes.

À ce jour il n’a pas encore été possible de déterminer si oui ou non une exoplanète gravite autour de l’étoile de van Maanen. Et on imagine aisément que Walter Adams et ses collègues auraient été bien en peine en 1917 d’interpréter la signification de ces deux raies d’absorption. Il n’empêche qu’on peut se demander quels trésors recèlent encore les plaques photographiques archivées dans les observatoires du monde entier !

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