Même au fond du ciel, une deuxième Terre ne devrait pas lui échapper

Avec ses quatre miroirs de 8 mètres, le VLT pourrait voir les phares d'une voiture sur la Lune. C'est à ce formidable engin qu'est relié le spectrographe ESPRESSO. Y. Beletsky (LCO)/ESO

ESPRESSO, c’est un pas de plus dans la précision des analyses de lumière qui permettent de détecter des exoplanètes. Précision largement suisse, qui bénéficie de l’œil acéré du plus gros télescope du monde.

Un petit café?

«On avait le nom avant le sigle, admet Francesco Pepe, investigateur principal d’ESPRESSOLien externe. C’est juste que cette machine a demandé beaucoup de séances, de repas, et de cafés – et on adore ça. Après, on a vu que ça pouvait aussi vouloir dire «Echelle SPectrograph for Rocky Exoplanets and Stable Spectroscopic Observations» et je trouve que ça fonctionne bien. Mais il ne faut pas y chercher quelque chose de plus profond».

Dans le ciel nocturne, l’homme ne voit que de la lumière. Et ses télescopes, aussi gros soient-ils, ne voient pas autre chose. Mais les astrophysiciens savent en tirer des foules de renseignements: grâce à elle, ils savent que notre soleil n’est pas une exception et que la plupart des étoiles de notre galaxie ont des planètes tournant autour d’elles.

Lumière qui change de couleur quand une étoile «se dandine» sur sa trajectoire, tiraillée par la force de gravité de ses planètes, ou lumière qui diminue quand une planète passe devant elle: depuis 1995, les deux méthodes de détection sont bien rôdées.

Voici comment ça marche

Ainsi, dans le meilleur des cas, un simple rayon de lumière peut nous dire à quelle distance une planète est de son étoile, combien de temps elle met pour en faire le tour, quelle est sa masse, sa taille et donc sa densité. Mais il y a mieux: plus les instruments montent en précision et plus on a de chances de détecter également de quoi est faite son éventuelle atmosphère.

Lorsque la planète passe devant son étoile, en effet, une partie de la lumière de celle-ci est absorbée par l’atmosphère de la planète. Et on sait très bien quels éléments chimiques absorbent quelles longueurs d’onde de la lumière. Et si les analyses du spectrographe révélaient une atmosphère riche en oxygène…

Espresso Nord?

Depuis le Chili, ESPRESSO et le VLT ne peuvent scruter que le ciel de l’hémisphère sud. HARPS, qui a été jusqu’ici le spectrographe le plus précis du monde, existe en deux exemplaires, nord et sud. S’il n’y a pas (encore) d’ESPRESSO nord, c’est une simple question de moyens. «Avec une dizaine de millions de francs, on pourrait le faire», explique Francesco Pepe. Mais le consortium qui a construit l’engin n’a pas trouvé cette somme. Ce jumeau pourrait être installé sur un gros télescope à Hawaii ou aux iles Canaries, ou se trouve déjà HARPS Nord.

«Ce serait génial!», s’exclame Francesco Pepe, professeur à l’Université de Genève et père d’ESPRESSO, après avoir été celui des deux HARPS, qui l’ont précédé. Génial, parce qu’en l’état actuel de nos connaissances, l’oxygène en abondance dans une atmosphère ne peut provenir que d’organismes qui respirent.

Mais on n’en est pas là, et l’astrophysicien garde la tête froide. «Ce qu’il y a de fondamentalement différent par rapport à HARPS, c’est la taille du télescope auquel notre nouveau spectrographe est relié. On passe d’un miroir de 3 mètres 60 à un système à quatre miroirs de 8 mètres chacun». ESPRESSO se trouve au cœur du Very Large Telescope (VLTLien externe), qui scrute le ciel depuis le désert d’Atacama, au Nord du Chili, pour le compte de l’ESO, l’Observatoire européen austral.

«Nous allons cibler des étoiles proches, semblables à notre soleil, pour détecter ou suivre des planètes rocheuses, situées dans la zone habitable de leur étoile [ni trop chaud, ni trop froid]. En même temps, nous allons aussi essayer de caractériser des atmosphères», explique Francesco Pepe. Le tout en échangeant des données avec les autres instruments voués à la même quête, comme les futurs télescopes spatiaux américain TessLien externe et suisse CHEOPS.

Car la collaboration est un maître mot dans ce domaine. Là où un télescope voit passer une planète, un autre peut la suivre sur plusieurs mois, alors que le troisième sondera son atmosphère. Pour l’heure, cette collaboration fonctionne bien, sans trop d’esprit de clocher. On est encore dans la recherche fondamentale, et ces nouveaux mondes sont si loin…

VLT, le plus gros télescope optique au monde (vidéo ESO)