Que sont les vitesses radiales?

Une planète et son étoile
Une planète et son étoile [DR]
Il est courant de dire qu'une planète tourne autour de son soleil. Ce n'est heureusement pas tout à fait vrai.

Heureusement car c'est grâce à cela que l'on connaît aujourd'hui environ 300 exoplanètes.

L'étoile et sa planète interagissent. Elles forment d'une certaine manière un élément unique qui tourne autour de l'axe de gravité de l'ensemble.

Mais la masse du soleil étant très largement supérieure à celle de la planète, cet axe de gravité de l'ensemble passe généralement quelque part dans le soleil. Mais pas par le centre.

Pour comprendre cela, plantez une épingle dans une boule de polystyrène (en évitant le centre de la boule). Traversez-là de part en part, puis posez la pointe sur une surface dure, et maintenez le tout en équilibre en appuyant à l'autre extrémité de l'épingle. Si vous faites tourner la boule, vous allez constater qu'elle ne tourne pas sur elle-même, mais autour de l'axe que représente l'épingle.

En regardant la boule bien en face, vous allez constater que lorsqu'elle tourne, elle a un mouvement d'avant en arrière et de gauche à droite.

Le soleil impose un mouvement de rotation à la planète mais cette force est réciproque. La planète fait aussi bouger le soleil. Et l'intensité, l'amplitude de ce mouvement dépend de deux paramètres : le temps de révolution de la planète et le rapport entre la masse de la planète et celle du soleil.

Si vous parvenez à voir ce mouvement, à le mesurer, vous parviendrez à savoir si une planète étoile dispose d'une planète satellite... et même à connaître nombre d'informations à son sujet.

La lumière qu'émet une étoile est perçue de manière différente depuis la Terre en fonction de la vitesse relative entre la Terre et l'étoile (ce phénomène est une conséquence de l'effet Doppler). Lorsque l'étoile se rapproche de la Terre, la fréquence perçue est plus élevée et la lumière nous apparaît donc plus bleue que ce qu'elle est en réalité. Par contre, lorsque l'étoile s'éloigne de la Terre, la fréquence perçue est plus faible et l'étoile nous semble donc plus rouge que ce qu'elle n'est réellement.

Il est donc possible, grâce à l'effet Doppler, de mesurer la vitesse relative (la vitesse radiale) entre une étoile et la Terre en observant de manière extrêmement précise les fréquences des rayons émis par l'étoile. Ces mesures se font à l'aide de spectromètres.

La première exoplanète, 51 pégase, avait une vitesse radiale de l'ordre de 50 m/s. 15 ans plus tard, des outils d'observation comme HARPS permettent de mesurer des vitesses de 1 m/s et donc de voir des planètes beaucoup plus petites.

RTSdécouverte

Publié le 27 février 2009 - Modifié le 29 mars 2013