Les catégories d'exoplanètes

Les classifications actuelles

Il existe aujourd'hui quatres méthodes de classification des exoplanètes :

- Par rapport à la composition de la planète (tellurique, gazeuse)
- Par rapport à la taille ou masse de la planète (sous-Terre, super-Jupiter)
- Par rapport à la température de la planète (Jupiter-froid, Jupiter-chaud)
- Par rapport à la distance de la planète de son étoile

1. La classification par composition distingue 3 grands types de planètes :

• les planètes telluriques (faites de roches)
• les planètes géantes gazeuses (très grandes et composées de gaz)
• les planètes néptuniennes (faites de roches, de glaces, et de gaz — du plus profond jusqu'à la surface)

Cette classification commence à se complexifier avec l'ajout de planètes "modifiées", c'est à dire des planètes appartenant à l'un des trois types précédents, mais ayant subit une modification (comme l'évaporation de l'atmosphère) la faisant sortir des 3 types de bases.
C'est par exemple le cas d'une géante gazeuse dont l'entièreté du gaz se serait fait éjecter dans l'espace par de puissant vents solaires : il ne lui reste plus que son noyau rocheux, ce qui devrait faire d'elle une planète tellurique. Pourtant elle est beaucoup plus grosse qu'une planète tellurique "classique" (comme la Terre, Vénus ou Mars) et sa composition chimique est différente, par conséquent ce type de planète est nommée planète chthoniennne.

Ce n'est qu'un exemple parmi d'autres, mais à mesure que l'on découvre de nouvelles exoplanètes, on réalise que la classification naïve "petite planète proche de l'étoile = tellurique, très grande et loin = géante gazeuse, grande et très loin = néptunienne" est en fait beaucoup trop rigide comparé à l'énorme diversité de mondes que semble abriter la galaxie.
 

2. La classification par taille/masse catégorise les planètes suivant leur masse par rapport à des planètes du Système solaire (principalement Neptune, Jupiter, la Terre, et Mercure). En partant du plus massif au moins massif cela donne (environ) :

• Super-Jupiter
• Planète Jovienne
• Sous-Jupiter
• Super-Saturne
• Saturne-like (Géante Gazeuse)
• Sous-Saturne
• Mini-Saturne
• Super-Neptune
• Grand-Neptune
• Neptune-like
• Uranus
• Sous-Neptune
• Méga-Terre
• Super-Terre
• Planète terrienne
• Sous-Terre
• Super-Mercure
• Planète mercurienne
• Sous-Mercure
• Mini-Mercure

Comme vous pouvez le constater, on s'est contenté de prendre le nom de toutes les planètes du système solaire et de rajouter mini, sous, et super devant chacune d'entre elle... malgré le fait que certaines planètes aient des tailles quand même comparables (Jupiter et Saturne, la Terre et Mars) ce qui devrait quand même être suffisant pour comprendre un ordre de grandeur, plutôt que de vouloir absolument la rapprocher de quelque chose que l'on connait.
Sans parler des types qui se croisent de manière inutile : par exemple une "Méga-Terre" est beaucoup plus grande qu'une "Mini-Neptune". C'est comme dire "une mini pastèque" pour désigner un gros melon...

Le seul intérêt de ces appellations implémentant des noms de planètes connues, c'est de pouvoir identifier leur composition (tellurique, neptunienne, gazeuse) en même temps que leur masse, sauf que cela devient rapidement confus lorsque l'on essait de comprendre les ordres de grandeurs (par exemple à quel point une "Super Terre" est moins grande qu'une "Méga Terre" ? Quelle différence entre "Sous-Jupiter" et une "Super-Saturne" ? et entre une "Super-Terre" et une "Mini Neptune" ?).
Il y a bien sûr des différences et des raisons pour lesquelles toutes ces dénominations existent, mais pour la plupart des gens, y compris de nombreux astronomes, il y en a trop pour trop peu de différences. De même que les intervalles de masses / tailles auxquels correspondent chaque type sont relativement vagues et diffèrent d'un auteur scientifique à un autre... Certains "types" sont même arbitrairement créés lorsque ceux existant ne sont pas suffisament pertinents, on voit donc apparaitre des "Super-Io" (Io étant une lune...), des super-Vénus, des super Pluton (qui n'est pas non plus une planète...).

Il s'agit néanmoins de la classification la plus fréquemment utilisée dans les journeaux, médias et plusieurs publications scientifiques de part la facilité à visualiser une planète dont le type possède un nom familier. Le seul hic (même si vous avez compris que ce n'est pas vraiment le seul) c'est que cette "familiarité" est trompeuse, voire carrément éronnée, car on a bien souvent aucune certitude sur la nature précise des exoplanètes, si ce n'est leur taille approximative et la présence d'une atmosphère. Tout le reste (activité volcanique à la surface, composition de la planète...) est généralemeent issue d'études scientifiques très rigoureuses mais souvent uniques et qui nécéssitent donc plus de recherches pour être validées.
 

3. Une autre classification intéressante mais non moins discutable est la classification par température.

La version simple ne possède que trois types : froid, tempéré, chaud, voilà. L'étallonage se fait sur l'eau, c'est à dire que tempéré signifie que la planète peut avoir de l'eau liquide à sa surface. Froid ou chaud sont donc pour les planètes sur lesquelles l'eau se glace ou s'évapore. Il existe aussi une version un peu plus détaillé de cette classification qui s'intéresse plus précisemment aux températures permettant l'habitabilité d'un monde :

• hypopsychroplanètes (moins de −50 °C) ⇦ Vie extrémophile
• psychroplanètes (entre −50 °C et 0 °C) ⇦ Vie adaptée au froid
• mésoplanètes (entre 0 °C et 50 °C) ⇦ La Terre
• thermoplanètes (entre 50 °C et 100 °C) ⇦ Vie adaptée au chaud
• hyperthermoplanètes (plus de 100 °C) ⇦ Vie extrémophile

Cette classification est très intéressante pour rechercher des planètes habitables ou pouvant abriter la vie basée sur l'eau. Cependant, il faut prendre en compte la manière dont la température des exoplanètes est majoritairement estimée : par rapport à la distance de l'étoile. Certaines études plus complexes peuvent modéliser l'atmosphère des exoplanètes (celles qui en ont) et calculer les flux thermiques arrivant à la surface, mais cela reste encore assez rare. Par conséquent, la majorité des "températures" estimées n'offrent qu'une première approche de la température réelle. Car la présence d'une atmosphère, d'une couche d'ozone, d'un système climatique, d'un champ magnétique, d'une vitesse de rotation particulière, d'une structure interne complexe... sont autant d'éléments à prendre en considération pour procéder à un calcul fiable de la température de surface d'une exoplanète. Et je dis bien de surface, car il est tout à fait possible que la température de surface soit extrêmement basse ou extrêmement haute, et qu'il y est quand même de l'eau à l'état liquide, notamment sous la surface. Vous pouvez consulter l'article sur les extraterrestres du Système solaire pour avoir un aperçu de la diversité de mondes pouvant abriter de la vie basée sur l'eau à différents niveaux. C'est pourquoi simplifier la recherche de la vie à la recherche d'exoplanètes situées dans la zone habitable de leur étoile est une bonne première approche, mais qui doit rapidement être remplacée par un système plus complet, au risque de passer à côté d'énormement de planètes intéressantes.


4. Enfin, il y a la classification des exoplanètes par rapport à leur distance de leur étoile.

Cela revient, vous l'aurez compris, à peu prêt à la même chose que l'actuelle classification par température, puisqu'on s'attend assez naturellement à ce qu'une planète loin de son étoile soit plus froide qu'une planète qui en est proche. Certaines versions de cette classification ajoutent en revanche des informations intéressantes, tel que la nature du système solaire dans lequel se trouve l'exoplanète (le nombre d'étoile, le type d'orbite), ainsi que la position du système solaire dans la galaxie. Ces détails sont très importants puisque l'environnement galactique joue un rôle extrêmement vital dans la nature et l'habitabilité des planètes, ce qui est pourtant négligé dans la quasi totalité des méthodes de classification actuelles. Imaginez une planète vivant à proximité d'une étoile en fin de vie ou d'un trou noir supermassif, il suffit que l'un d'eux explose (supernovae) ou entre en émission (quasar) pour que toute vie sur la planète soit instantannément anéanti à tout jamais. Je n'aurai pas spécialement envie de m'installer sur une planète de ce type.
 

[+] Il existe en vérité tout un panier d'autres méthodes de classification axées sur certaines caractéristiques précises des exoplanètes ou ne visant à étudier qu'un seul type de planète déjà catégorisée (souvent le cas). Je ne les détaillerai pas car elles n'ont pas beaucoup d'interêt pour la classification générale des exoplanètes en dehors de leur champ d'application prévu.
Une poignée d'astrophysiciens (dont une bonne majorité de femmes en vérité !) ont essayé de créer des taxonomies (classification d'éléments dans un domaine) pour classifier les exoplanètes. On peut notamment citer la taxonomie de Marchi et celle de Plávalová. Ces deux méthodes de classification sont très intéressantes, mais dans le cas de la première, elle ne prend pas en compte suffisament d'éléments (notamment l'environnement stellaire et la composition des exoplanètes), tandis que la deuxième est plus complexe, mais trop au niveau du nommage des classes (en gros il y a quasiment autant de classes que de planètes...) ce qui n'aide pas à la compréhension intuitive des classes ni à l'étude de la diversité (au final c'est surtout un système de nommage très efficace pour comprimer beaucoup d'information en quelques caractères, mais peu efficace pour une véritable classification appréhendable).


Nous avons terminé ce tour d'horizon des méthodes actuelles de classification des exoplanètes. Pour résumer, beaucoup de méthodes ont été essayé, certaines se chevauchant, d'autres manquant de fiabilités, d'autres ne généralisant pas suffisament... bref : un terreau très fertile pour apprendre de ces anciens travaux et élaborer une classification nouvelle permettant d'appréhender toute la diversité des mondes et d'en comprendre intuitivement la nature. C'est justement ce sur quoi travaillent plusieurs astrophysiciens en ce moment même ! Nous aurons alors encore de la matière à traiter sur ce sujet à l'avenir...

Cet article était probablement plus critique que la plupart des précédents, mais le but était de pointer les défauts de tous les systèmes de classification actuels, de sorte à démontrer la difficulté inérante à la catégorisation d'un phénomène dont on ne comprend encore qu'une infime proportion (c'est le cas des exoplanètes). La création d'un système de classification universel des exoplanètes est à mon sens un des objectifs majeurs de l'exploration de la galaxie, car il nous permettra de lever le voile sur les mystères enroulant la nature des mondes et de la Vie. Ce thème de la classification sera donc récurrent sur le blog jusqu'à ce qu'un outil cohérent et satisfaisant de classification exoplanétaire soit mis en service.


Restez à l'écoute, et à bientôt dans l'espace !

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