Les exoplanètes découvertes sont trop massives pour être des planètes rocheuses puisque l'essentiel de la matière est composée d'hydrogène et d'hélium. Il s'agit donc de planètes de type Jupiter composées essentiellement de gaz.
Comme les planètes géantes ne peuvent se former que loin de leur étoile, dans les régions froides du disque circumstellaire, elles ont dû ensuite migrer vers l'étoile pour se trouver à leur emplacement actuel. Plusieurs modèles de migration sont imaginés mais pour le moment, ces modèles n'expliquent pas correctement les observations. Ils nécessitent la présence d'un disque plus massif que les disques circumstellaires généralement observés et ne s'appliquent qu'à des planètes de faible masse. On ne sait pas non plus comment freiner cette chute avant que la planète ne tombe sur l'étoile.
La métallicité (proportion d'atomes autres que l'hydrogène et l'hélium) des étoiles autour desquelles des planètes ont été trouvées, semble être supérieure à celle des étoiles sans planète. Cette observation pourrait s'expliquer par la chute de planétésimaux sur l'étoile au cours du processus de formation de planètes. Il est possible aussi qu'une métallicité plus grande de l'étoile soit liée à une plus grande concentration d'éléments solide dans le disque protoplanétaire, ce qui favoriserait la formation des planètes.
Il se pourrait que certaines "exoplanètes" ne soient pas des planètes mais des étoiles ou des naines brunes. Les étoiles se forment par effondrement gravitationnel d'un nuage du milieu interstellaire. Si l'objet formé est plus massif que 73 masses de Jupiter, il devient le siège de réactions thermonucléaire, c'est une étoile. Souvent les étoiles se forment dans des systèmes associant deux ou plusieurs étoiles. Mais ce mécanisme pourrait aussi former des compagnons de masse inférieure à 73 masses de Jupiter. Ces objets différeraient des planètes par une composition semblable à celle du milieu interstellaire alors que les planètes ont un noyau de roche et de glace.
Un grand nombre de nouvelles planètes se trouvent à quelques rayons stellaires de l'étoile. A de telles distances, ces planètes, les «
Jupiters chauds
», ont une température effective de plus de 600K (soit 327°C), et certaines, comme la planète de 51 Pégase, de plus de 1000 K (soit 727°C). Les premiers modèles montrent que malgré la grande proximité de l'étoile, ces nouvelles planètes sont stables. Cependant, la structure thermique et la chimie de ces planètes sont très différentes de celles des planètes géantes du système solaire et leur étude ouvre un nouveau champ de la physique planétaire. Les modélisations de la structure atmosphérique montrent la présence attendue de méthane (CH4), monoxide de carbone (CO), ammoniaque (NH3) et diazote (N2).
La découverte de planètes telluriques est probablement pour un futur très proche grâce à des missions spatiales comme Corot. L'étape suivante sera d'explorer les zones potentiellement habitables autour des étoiles. C'est une notion complexe, mais on peut la définir dans un premier temps comme la distance à l'étoile où l'eau peut être présente sous forme liquide. Des exoplanètes commencent à être découvertes dans les zones habitables de leur étoile. Pour le moment, il s'agit de planètes gazeuses, mais leurs éventuels satellites pourront être l'objet de recherches de signes de vie de futures missions spatiales comme Darwin.
En savoir plus
- Le Système Solaire, T. Encrenaz, JP Bibring, M. Blanc, MA Barucci, F. Roques, P. Zarka, EDP Sciences, 2003
- Les exoplanètes de l'Observatoire de Paris