Atmospheres planetaires : origine et evolution

En 2006, l'Union Astronomique Internationale a décidé de retirer à Pluton son statut de planète. Malgré tout ce qu'on pourrait penser, la réponse à qu'est-ce qu'une planète ? n'est ni évidente, ni ne va de soi. Cette définition a beaucoup évolé au cours des siècles tout comme le nombre de ses astres qui composent nos galaxies.

La découverte récente de plusieurs centaines d' « exoplanètes » autour d'étoiles de notre galaxie proches du Soleil ouvre une dimension supplémentaire et spectaculaire à la recherche en astrophysique. Nous savons actuellement très peu de choses sur la nature physique des exoplanètes. En revanche, nos connaissances sur les planètes du système solaire se sont accumulées au cours des dernières décennies, notamment grâce à leur exploration spatiale.

Ce livre scientifique très abordable se propose d'abord de caractériser ces dernières, à la fois dans leur globalité et dans leur spécificité. Il utilise ensuite ces connaissances pour tenter d'imaginer la nature des exoplanètes à partir des quelques paramètres dont nous disposons. Avec en tête la question d'une éventuelle vie extraterrestre : celle-ci pourrait-elle exister ou avoir existé dans le système solaire ou au-delà ?

Les planètes - Les nôtres et les autres - Les nôtres et les autres

The Earth is the only planet in the Solar System where liquid water is present on the surface, a condition that seems necessary for the development of life. Its sisters Venus and Mars are extremely different. Why did these three planets, born under fairly comparable conditions, evolve to the conditions we observe today ? Understanding the physical or chemical factors that are at the origin of such divergent evolutions is a first step in an approach to the problem of the origin of life on Earth.

Planets and Life

Comprendre l'évolution climatique de la Terre et des autres planètes est un enjeu majeur. La Terre est la seule planète du Système solaire dont les conditions tempérées autorisent aujourd'hui la présence d'eau liquide à sa surface, eau qui paraît nécessaire à une vie évoluée. Ses sours, Vénus et Mars, sont extrêmement différentes. Pourquoi ces trois planètes, nées dans des conditions assez comparables, ont-elles évolué vers les conditions que nous observons aujourd'hui ? Mettre en évidence les facteurs, physiques ou chimiques qui sont à l'origine de ces évolutions si divergentes est une première étape à franchir pour mieux comprendre comment la vie a pu apparaître sur la Terre et s'y développer.

Cette interrogation prend une nouvelle dimension avec la découverte de milliers de planètes extrasolaires, les exoplanètes, dont certaines pourraient ressembler à la Terre. Peuvent-elles abriter la vie ? Avec leur découverte, la question « Sommes-nous seuls dans l'Univers ? », vieille comme l'humanité, ne se cantonne plus à notre Système solaire, mais voit le champ des possibilités s'ouvrir à l'infini. Nous avons aujourd'hui les moyens d'aborder le problème sous un angle scientifique et pas seulement philosophique, comme c'était le cas dans le passé. Dans cette perspective, il est plus que jamais nécessaire de comprendre l'évolution des planètes et de mieux cerner les facteurs qui permettent l'émergence et le développement de la vie : c'est un des buts de ce livre.

L'engouement du public pour le sujet se traduit parfois par des annonces sensationnelles et prématurées. Le livre rappelle qu'il reste un long chemin à parcourir avant que l'on parvienne à détecter la vie sur une exoplanète ; en conclusion, il trace aussi les pistes d'une future exploration des exoplanètes habitables.

Thérèse Encrenaz est spécialiste de l'étude des atmosphères planétaires. Elle a dirigé le département de Recherche Spatiale de l'Observatoire de Paris, puis a été vice-présidente du Conseil Scientifique de l'Observatoire. Elle est l'auteur de nombreux livres de vulgarisation.

James Lequeux a dirigé la Station de radioastronomie de Nançay et l'Observatoire de Marseille, et a été pendant quinze ans rédacteur en chef de la revue européenne Astronomy & Astrophysics. Il a écrit de nombreux ouvrages d'histoire des sciences et de vulgarisation.

Fabienne Casoli est astronome à l'Observatoire de Paris. Elle a été directrice adjointe de l'Institut National des Sciences de l'Univers du CNRS, directrice de l'Institut d'Astrophysique Spatiale à Orsay, et directrice-adjointe du Centre National d'Études Spatiales (CNES). Elle s'intéresse maintenant à la radioastronomie aux très grandes fréquences et aux projets NenuFAR et SKA (Square Kilometer Array).

Les planètes et la vie

Qu'est-ce qu'une planète? La réponse semble aller de soi ; pourtant, la définition des planètes n'a cessé d'évoluer au cours des siècles et leur nombre a fluctué au fil des découvertes successives. En 2006, la décision prise par l'Union Astronomique Internationale de retirer à Pluton le titre de " planète " a bien souligné les difficultés de leur définition. La découverte récente de plusieurs centaines d' " exoplanètes " autour d'étoiles de notre galaxie proches du Soleil ouvre une dimension supplémentaire et spectaculaire à la recherche en astrophysique. Nous savons actuellement très peu de choses sur la nature physique des exoplanètes. En revanche, nos connaissances sur les planètes du système solaire se sont accumulées au cours des dernières décennies, notamment grâce à leur exploration spatiale. Cet ouvrage se propose d'abord de caractériser ces dernières, à la fois dans leur globalité et dans leur spécificité. Il utilise ensuite ces connaissances pour tenter d'imaginer la nature des exoplanètes à partir des quelques paramètres dont nous disposons. Avec en tête la question d'une éventuelle vie extraterrestre : celle-ci pourrait-elle exister ou avoir existé dans le système solaire ou au-delà ?

Les planètes - Les nôtres et les autres ; De la Terre aux Exoplanètes

Depuis la plus haute Antiquité, l'homme s'est demandé s'il pourrait y avoir de la vie ailleurs que sur la Terre. Cette question est toujours brûlante, et nous n'avons toujours pas la réponse, bien que l'on ait cru quelquefois l'avoir. Même d'éminents scientifiques comme Christiaan Huygens, Edmond Halley, William Herschel, Giovanni Schiaparelli ou maintenant Avi Loeb se sont livrés à des spéculations parfois insensées sur la vie dans l'Univers. Encore aujourd'hui, la fièvre s'empare des médias dès que le moindre indice peut laisser croire à une telle possibilité. La passion suscitant l'imagination jusqu'à l'irrationnel, l'histoire abonde en visions farfelues et en visites d'extraterrestres, sans oublier les ouvrages de science-fiction où l'on a quelquefois des difficultés à séparer le vrai de ce que l'auteur a inventé. Ce livre raconte l'histoire de l'homme face au problème de la vie dans l'Univers.

La vie ailleurs : espérances et déceptions

A 800 millions de kilomètres du Soleil, commence le royaume des quatre planètes géantes : Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune. Plus loin encore, il y a Pluton la mystérieuse, objet inclassable et peut-être égaré. Longtemps, les planètes géantes se sont dérobées à l'observation. Depuis l'ère spatiale, les explorations successives par les sondes Pioneer, Voyager et dernièrement Galileo dans l'atmosphère de Jupiter ont révélé quatre mondes très différents. Parce que ce sont les témoins des premiers âges du système solaire, né il y a plus de quatre milliards d'années, ils fascinent les astronomes.
Dans un style clair et vivant, Thérèse Encrenaz invite le lecteur à un voyage dans la lointaine "banlieue" de notre Univers. Elle raconte les grandes étapes de son exploration, depuis la découverte des premières planètes géantes, à celle toute récente de planètes situées hors de notre système solaire. Une longue quête qui commence seulement à porter ses fruits et conduit immanquablement à cette interrogation :
sommes-nous seuls dans l'Univers ?

Les planètes géantes

Plus de 3600 planètes autour d'étoiles proches ! Qui aurait pu imaginer cette extraordinaire moisson il y a seulement vingt ans ? La grande majorité des étoiles est entourée de planètes, dont il doit y avoir plus de cent milliards dans notre Galaxie. Le Système solaire n'est donc plus un cas isolé, bien qu'il soit différent de la plupart des systèmes extérieurs que nous connaissons aujourd'hui. Comprendre la nature des exoplanètes et de leur atmosphère et savoir comment se sont formés et ont évolué des systèmes planétaires aussi divers sont autant de challenges auxquels travaillent des centaines de chercheurs dans le monde. Et puis, certaines de ces planètes abritent peut-être la vie. Nous n'avons pas encore de réponse à cette question, mais les nouveaux moyens d'observation dont disposent et disposeront bientôt les astronomes sont si puissants qu'ils devraient permettre d'en obtenir des éléments dans quelques décennies, et peut-être même dans quelques années si nous avons de la chance.

Faire le point sur un sujet aussi mouvant et aussi complexe est un défi que nous avons tenté de relever. Il nous a en effet paru utile de donner dans ce livre les bases nécessaires pour comprendre des travaux actuels sur les exoplanètes, qui sont si nombreux et si divers qu'il est facile de s'y perdre.

La Révolution des exoplanètes

This text treats our knowledge of the solar system from an astrophysical point of view. Part 1 deals with the formation of the solar system and its interaction with the interplanetary medium. Part 2 presents its various objects : planets and satellites, asteroids, comets, trans-neptunian objects and interplanetary dust. The final sections on extrasolar planetary systems and on the search for life in the Universe round off an introduction to a field that has grown dramatically following the space missions of the last twenty years. Over the last decade many exciting observations have helped to reshape our understanding of the solar system and planetary science. In the third corrected and revised edition of this classic on the astrophysics of our solar system, students and lecturers in astronomy and planetary science as well as planet observers will find a mine of up-to-date information.

Atmospheres planetaires : origine et evolution

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