Depuis trois décennies, l’astronomie a franchi une étape monumentale en recensant plus de 6 000 mondes au-delà de notre système solaire. Pourtant, malgré cette moisson prodigieuse, une absence demeure criante : celle d’une véritable exoplanète jumelle de la Terre. Ce vide statistique pourrait bientôt être comblé. À la mi-décembre, un projet d’envergure internationale débute aux Îles Canaries avec un objectif unique et précis : détecter un analogue terrestre orbitant autour d’une étoile semblable à notre Soleil. Le Terra Hunting Experiment représente la première quête systématique dotée de la résolution et de la continuité temporelle nécessaires pour relever ce défi astrophysique.
- Le projet cible une cinquantaine d’étoiles de type solaire pour identifier des planètes rocheuses en zone habitable.
- L’instrument HARPS3 permet de mesurer des variations de vitesse stellaire de l’ordre de 10 cm/s, soit la vitesse d’un nourrisson qui rampe.
- L’expérience s’étalera sur dix ans afin de distinguer les signaux planétaires des fluctuations naturelles de l’activité des étoiles.
Cette collaboration, regroupant une douzaine d’instituts de recherche, est placée sous la direction de l’astrophysicien Didier Queloz de l’Université de Cambridge. Lauréat du prix Nobel de physique en 2019 pour la découverte de la toute première exoplanète autour d’une étoile de type solaire, il souligne l’enjeu de cette nouvelle étape. Selon lui, l’absence actuelle de systèmes analogues au nôtre est une source de frustration majeure pour la communauté scientifique, car elle nous prive d’une partie essentielle de l’histoire de la formation planétaire.
Le défi technique de détecter une planète identique à la Terre
Si les astronomes ont découvert des milliers de mondes, la détection d’une exoplanète jumelle de la Terre reste une prouesse technique hors de portée des méthodes conventionnelles. La majorité des découvertes actuelles concernent des géantes gazeuses ou des « sous-Neptune » orbitant très près de leur étoile. Ces configurations produisent des signaux massifs et fréquents, faciles à isoler.
Pour trouver une Terre, les chercheurs utilisent la méthode de la vitesse radiale, qui consiste à mesurer l’oscillation d’une étoile provoquée par l’attraction gravitationnelle d’une planète en orbite. Or, une planète de masse terrestre située à une distance comparable à la nôtre n’imprime qu’un mouvement infime à son étoile. Ce signal est si faible qu’il est souvent noyé dans le « bruit » généré par l’activité de la surface stellaire elle-même, comme les taches solaires ou les éruptions de plasma. Didier Queloz compare cette difficulté à la tentative de distinguer la lueur d’une luciole devant un feu de camp.
HARPS3 : un spectrographe de pointe pour mesurer l’infime
Pour briser ce mur technologique, l’équipe a développé HARPS3, un spectrographe de nouvelle génération. Cet instrument décompose la lumière stellaire en ses différentes longueurs d’onde pour mesurer la vitesse des étoiles avec une précision inégalée. Installé sur le télescope Isaac Newton à La Palma, un instrument des années 1960 entièrement rénové pour l’occasion, HARPS3 est capable de détecter des mouvements stellaires de 10 centimètres par seconde.
L’astrophysicien Clark Baker précise que la réutilisation d’un télescope existant était bien plus économique que la construction d’une nouvelle structure, tout en offrant la stabilité nécessaire. La force de l’expérience ne réside pas seulement dans la précision de l’instrument, mais dans sa persévérance : le système fonctionnera de manière totalement robotisée pour observer les mêmes cibles chaque nuit.
Une mission de dix ans pour isoler le signal des planètes rocheuses
La stratégie du Terra Hunting Experiment repose sur la durée. Pour confirmer la présence d’une planète dont l’orbite dure environ un an, il est impératif de collecter des données sur une période très longue. L’équipe prévoit d’observer un échantillon de 50 étoiles de type G (comme le Soleil) ou K (légèrement plus froides) chaque nuit pendant dix ans.
Samantha Thompson, astrophysicienne à Cambridge, évoque l’aspect émotionnel de ce projet qui a nécessité des années de développement et des investissements massifs. L’espoir de découvrir un « point bleu pâle » autour d’un autre soleil est le moteur de cette mission. Sur la base des données de la mission Kepler de la NASA, les chercheurs estiment qu’ils devraient découvrir au moins deux planètes de type terrestre au cours de cette décennie d’observation.
Un effort international pour la recherche de biosignatures
L’identification de ces mondes est une étape préalable indispensable à la recherche de vie extraterrestre. Actuellement, les astrobiologistes étudient principalement des planètes autour de naines M, des étoiles petites et sombres. Cependant, ces étoiles sont sujettes à des éruptions de radiations violentes qui pourraient stériliser leurs planètes. Trouver une Terre autour d’une étoile de type solaire offre un environnement bien plus comparable au nôtre et donc plus propice à l’émergence de la vie.
Les futures cibles identifiées par Terra Hunting seront ensuite scrutées par des missions spatiales de grande envergure, comme l’observatoire HabEx de la NASA ou le projet européen LIFE. Ces instruments tenteront de détecter des biosignatures dans l’atmosphère de ces mondes, telles que la présence d’oxygène ou de méthane.
Cette quête s’inscrit dans un effort mondial coordonné. Une équipe danoise prépare une recherche similaire dans l’hémisphère sud depuis le Chili, rendant les deux projets complémentaires. Comme le conclut Didier Queloz, si après dix ans d’efforts aucune planète jumelle n’est découverte, ce résultat serait tout aussi fascinant : il suggérerait que notre système solaire est bien plus unique que nous ne l’imaginions jusqu’ici.
