Transit (astronomie)

Depuis la Terre, il n'est possible de visualiser un transit d'un objet du système solaire devant le Soleil que si celui-ci est situé en deçà de l'orbite terrestre. Du point de vue des planètes, seules Mercure et Vénus sont dans ce cas.

C'est néanmoins un phénomène rare, qui dans le cas de Vénus ne se produit jamais plus de deux fois par siècle, deux observations séparées d'environ huit ans. Les derniers transits de Vénus devant le Soleil eurent lieu en 1874, 1882, le 8 juin 2004 et le 6 juin 2012. Le prochain aura lieu le 11 décembre 2117.

Mercure, plus proche du Soleil que Vénus, transite plus fréquemment entre la Terre et le Soleil : environ 13 fois par siècle. Les derniers transits eurent lieu le 15 novembre 1999, le 7 mai 2003, le 8 novembre 2006, le 9 mai 2016 et le 11 novembre 2019 ; le prochain aura lieu le 13 novembre 2032

Dans de rares cas, une planète peut transiter devant une autre, vue depuis la Terre. Le prochain phénomène de ce type se produira le 22 novembre 2065 vers 12 h 43 UTC, lorsque Vénus (proche de sa conjonction supérieure, avec un diamètre angulaire de 10,6") transitera devant Jupiter (avec un diamètre angulaire de 30,9"). Le transit s'effectuera cependant à 8° du Soleil et ne sera donc pas observable sans protection. Juste auparavant, Vénus occultera Ganymède, satellite de Jupiter, vers 11 h 24 UTC.

Entre 1700 et 2200, il ne se produira que 18 transits de planètes, depuis la Terre. De plus, il ne s'en produira aucun entre 1818 et 2065 :

De tels transits peuvent également être observés depuis d'autres planètes. Mars, par exemple, connaît assez souvent des transits de ses deux satellites, Phobos et Déimos, devant le Soleil.

Le transit de la planète devant son étoile fait varier la luminosité de cette dernière.

Certaines planètes extrasolaires transitent également entre la Terre et leur étoile. C'est le cas en particulier de la planète HD 209458 b. Cette caractéristique permet d'effectuer des mesures sur les atmosphères de ces planètes lointaines. L'observation de transits permet également de découvrir certaines planètes extrasolaires. Planethunters est un projet de science citoyenne sur Zooniverse qui invite les internautes à détecter des transits sur les courbes de lumière observées par le télescope spatial Kepler.

Le transit astronomique est une méthode de détection d'exoplanètes applicable seulement aux systèmes planétaires dont le plan est perpendiculaire au plan du ciel, ce qui fait que la probabilité d’observer un tel transit pour une étoile prise au hasard à un moment pris au hasard est extrêmement faible[1]. Pour une orbite circulaire et une orientation aléatoire uniforme de la planète, cette probabilité est de :

${\displaystyle {\rm {{prob}={\frac {R_{\ast }}{a}}\approx 0{,}005\;{\frac {R_{\ast }}{R_{{\text{Solei}}l}}}\left({\frac {a}{1\;{\text{UA}}}}\right)^{-1}}}}$

où ${\displaystyle \mathrm {R} _{\ast }}$ est le rayon de l’étoile, ${\displaystyle \mathrm {R} _{\text{Soleil}}}$ est celui du Soleil, ${\displaystyle a}$ est le rayon de l’orbite de la planète autour de l’étoile et 1 au correspond à une unité astronomique. Cela provient de la fraction d’angle solide sur la sphère qui est balayée par l’ombre de la planète[2].

L’effet à observer est aussi relativement faible puisqu’une planète d’un rayon tel celui de Jupiter passant devant une étoile d’un rayon solaire produit une baisse relative de flux lumineux de 1,1%. Ce ratio de 1% est aussi la limite de détection des télescopes au sol. Cette limite est de 0,01 % pour les télescopes spatiaux[1], ce qui correspond à une planète du diamètre de la Terre passant devant une étoile comme le Soleil.

Les exoplanètes avec transit astronomique sont importantes car on peut déduire leur rayon à partir de leur courbe de lumière, donc, avec leur masse, on déduit aussi leur densité[1]. Les confirmations avec la technique des vitesses radiales montrent que la plupart des candidats aux planètes à transit sont des étoiles binaires à éclipses, avec un ratio d’une planète pour de 10 à 20 étoiles binaires[3]. De plus des variations de luminosité observées sur différents transits d'une même exoplanète pourraient aider à détecter des exolunes[4].

La méthode des transits permet de détecter des exoplanètes depuis la Terre, pourvu que leur plan de rotation contienne le système solaire. De manière analogue, il est également possible de se demander depuis quels systèmes stellaires on pourrait observer le transit de la Terre devant le Soleil, c'est-à-dire quelles étoiles se trouvent dans le plan de l'écliptique.

Dans un rayon de 100 pc autour du Soleil, une étude non exhaustive a relevé environ 1 000 étoiles, la plus proche se trouvant à 28 années-lumière[5]. Un observateur s'y trouvant pourrait être en mesure de déterminer la composition de l'atmosphère terrestre[5]. Cependant, le mouvement des étoiles fait que le transit de la Terre n'y est observable que pour des durées de l'ordre du siècle[5].

Une étude de 2021 a ensuite répertorié à l'aide des données astrometriques de Gaia les étoiles dans ce même rayon de 100 pc depuis lesquelles un transit de la Terre a été ou sera observable sur un intervalle de 10 000 ans centré sur le temps présent[6]. 1 715 systèmes stellaires ont déjà pu observer le transit de la Terre et 319 de plus pourront l'observer à l'avenir[6] ; parmi celles-ci se trouvent notamment Ross 128, l'étoile de Teegarden et TRAPPIST-1[6]. En outre, 75 de ces systèmes stellaires sont suffisamment proches pour avoir déjà pu détecter les ondes radio émises par l'humanité[6].

• Michael Perryman, The Exoplanet Handbook, Cambridge University Press, 2011 (ISBN 978-0-521-76559-6).

• James Lequeux, Thérèse Encrenaz et Fabienne Casoli, La révolution des exoplanètes, Les Ulis, EDP Sciences, 2017, 214 p. (ISBN 978-2-7598-2111-2)

• Éclipse
• Occultation
• Transit de Mercure
• Transit de Vénus

• Dossier de Ciel et Espace sur le transit de Vénus en 2004
• Site consacré au transit de Vénus en 2004
• (en) Photographies du transit de l'ISS devant le soleil