Dans l’Univers, il existe d’autres systèmes planétaires, dans lesquels des planètes tournent en orbite autour d’une étoile parente qui n’est pas le Soleil.
On les appelle les exoplanètes, elles peuvent aussi être appelées « planètes extrasolaires » (en dehors du Système solaire).

Historique des premières découvertes

On parle pour la première fois d’exoplanètes au 16ème siècle et la plupart des astronomes de l’époque sont d’accord pour admettre qu’elles existent. Cependant, aucun instrument n’était assez performant pour les observer, et donc prouver leur existence. En effet, il est très difficile de détecter une exoplanète. Par définition une planète n’émet pas de lumière propre, elle réfléchi seulement la lumière provenant de son étoile. De ce fait, aussi grosses soit-elle, elle est complètement noyée dans l’éclat de son étoile parente. C’est comme si, à une distance de plusieurs kilomètres, on cherchait à distinguer une allumette (éteinte !) posée près d’un phare. La première détection par télescope d’exoplanètes a lieu en 1990 et 4 planètes sont trouvées, gravitant autour d’un pulsar. Une autre exoplanète est découverte en 1995, par les astronomes Michel Mayor et Didier Queloz, à l’observatoire de Haute Provence en France. Cette fois-ci, la planète tourne autour d’une étoile similaire au Soleil, appelée 51 Pegasi b.

Et c’est en 1999 que la première exoplanète géante gazeuse est découverte. Celle-ci s’appelle Osiris. A ce jour on dénombre 3400 exoplanètes détectées et confirmées et 573 systèmes planétaires.

Méthodes principales de détection

Il existe différentes méthodes (un peu moins d’une dizaine) pour détecter les exoplanètes dans l’Univers. Parmi elles certaines sont indirectes, c’est-à-dire que l’on ne recherche pas la planète elle-même mais que l’on regarde son étoile pour savoir si un objet tel qu’une planète tourne autour. Voici les deux méthodes les plus réputées :

• Méthode des vitesses radiales :

Dans cette méthode, l’astronome étudie la courbe de lumière reçue de l’étoile parente autour de laquelle tourne une exoplanète. La rotation de cette étoile sur elle-même est influencée par le fait qu’un autre corps lui tourne autour et il y a donc un décalage périodique (qui revient toujours au même moment) de la position de l’étoile par rapport à nous. C’est donc sur la courbe de lumière reçue de cette étoile que l’astronome observe ce décalage. A un moment donné, l’étoile va se trouver plus proche de nous et sa lumière que l’on reçoit va virer vers le bleu. Inversement, quand l’étoile va se trouver plus loin, sa lumière va se décaler vers le rouge. Cette différence de couleur est due à une différence de fréquence et cet effet de décalage en fréquence est appelé « Effet Doppler ». Plus l’exoplanète est massive, plus son influence sur l’étoile parente est grande. Cette méthode de détection peut apporter deux informations importantes sur la planète détectée : la position de son orbite, et sa masse.

• Méthode du transit :

Dans cette méthode, l’astronome étudie la luminosité de l’étoile parente. Si celle-ci varie périodiquement, c’est-à-dire qu’un changement de luminosité apparaît toujours au même moment, cela peut être expliqué par le passage régulier d’un objet devant l’étoile observée. Or, l’objet le plus probablement périodique est une planète qui tourne autour d’elle. La différence de luminosité s’explique par le fait que lorsque la planète passe entre son étoile et l’astronome observateur, la lumière reçue est plus faible puisque la planète cache une petite partie de l’étoile. C’est un peu le même principe qu’une éclipse, mais bien loin d’être totale.
C’est par cette méthode que la plupart des exoplanètes ont été détectées.

Une 3e méthode, directe quant à elle, s'appelle l'imagerie directe :
on peut aussi essayer de détecter les exoplanètes de manière directe grâce à des systèmes de correction d’image en temps réel, appelées optique adaptative et également grâce à la coronographie (méthode permettant de cacher l’étoile pour observer les objets de luminosité plus faible qui se trouvent autour). La première « photo » d’une exoplanète a été réalisée en 2004 avec le VLT (Very Large Telescope) au Chili.