Le système solaire de la Terre se situe à l’intérieur de la galaxie de la Voie lactée, elle-même constituée de plusieurs bras, dont le bras d’Orion qui abrite notre système solaire. En approfondissant ses connaissances sur la Terre, le Soleil et les planètes qui gravitent autour, l’être humain a été amené à s’interroger sur l’existence d’autres systèmes solaires fonctionnant de manière similaire au nôtre.
Des scientifiques ont ainsi essayé de repérer si d’autres planètes étaient en orbite autour d’un soleil, si ces planètes, appelées exoplanètes car extérieures à notre système solaire, pouvaient avoir les mêmes caractéristiques que les planètes du système solaire et si certaines avaient pu développer la vie de manière semblable à la Terre.
Cette question de la pluralité des mondes est un sujet qui existe depuis l’Antiquité, mais c’est à partir du XVIᵉ siècle et Copernic, qui démontre que la Terre tourne autour du Soleil et non l’inverse, que des scientifiques et philosophes, tel que l’italien Giordano Bruno, développent l’idée d’autres mondes tournant autour d’autres soleils.
À partir du XVIIᵉ siècle, avec les théories de Johannes Kepler, sur le mouvement des planètes, et d’Isaac Newton sur la gravité, l’existence d’autres systèmes solaires n’est plus remis en doute, même s’il n’a pas encore été possible d’en observer. La distance et la taille relativement petite des planètes par rapport à leur soleil rendant très difficile leur observation en l’absence d’équipements astronomiques de grande précision, il faut attendre les années 1990 pour observer la première exoplanète depuis l’observatoire de Haute-Provence en France.
La présence d’une planète autour d’une étoile a pu être observé grâce à l’utilisation de la méthode des vitesses radiales qui permet déceler la présence d’une planète en observant les variations de vitesse d’une étoile, variations provoquées par le mouvement de la planète plus petite autour de l’étoile.
Cette première exoplanète, baptisée 51 Pegasi b, fait l’objet d’une présentation dans la revue Nature en novembre 1995 et se traduit, pour ses découvreurs, par le prix Nobel de physique en 2019. Grâce aux observations, aux modèles théoriques et leur comparaison, il est désormais certain que des planètes d’une grande diversité peuplent notre galaxie en grand nombre et que certaines tournent autour d’une étoile.
Certaines planètes, semblables à Jupiter par exemple, tournent autour de leur étoile en quelques jours car très proche de cette dernière et connaissent des températures supérieures à 1.000˚C, d’autres peuvent être deux à trois fois plus grosses que la Terre et être soit telluriques, composées de roches et de métal, soit gazeuses.
Dans la plupart des cas, plusieurs planètes vont orbiter autour d’une étoile, comme dans le système solaire, mais leur orbite peut être beaucoup plus excentrés ou inclinés par rapport à leur étoile. La multiplication des observations permet aux scientifiques de découvrir plus de planètes ayant des propriétés similaires à celles de la Terre, telles que la distance par rapport au Soleil par exemple.
L’utilisation de nouveaux instruments permet aussi d’étudier l’atmosphère de ces planètes pour détecter d’éventuelles traces de vie et ainsi participer à rechercher des réponses sur la place de la Terre dans l’Univers et son caractère unique ou ordinaire.
En 2015, la NASA a indiqué avoir découvert une exoplanète dont les caractéristiques sont les plus semblables à celles de la Terre observée jusqu’à présent. Cette planète appelée Kepler 452b est à la même distance de son étoile que la Terre, fait la révolution autour de son étoile en 385 jours contre 365 pour la Terre et pourrait fortement être rocheuse comme la Terre, avoir une atmosphère identique et de grandes quantités d’eau.
Mais contrairement au Soleil de la Terre, l’étoile de Kepler 452b est 1,5 milliards d’années plus ancienne et 10% plus brillante. Ces informations et la distance par rapport à son étoile peuvent indiquer que Kepler 452b est entrée dans une période de fort réchauffement de son climat selon Doug Caldwell, astronome à l’Institut de recherche d’intelligence extraterrestre (SETI).
En vieillissant, l’étoile dégage plus d’énergie et peut chauffer la planète, provoquer l’évaporation des océans et faire diminuer inexorablement ses réserves en eau. Kepler 452b pourrait préfigurer ce qu’il pourrait advenir de la Terre dans environ 1 milliard d’années lorsque notre Soleil aura vieilli et sera devenu plus brillant.
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