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Au sous-sol du laboratoire, un aimant de 8 teslas bourdonne. À l'intérieur, tel une cloche dans un clocher, est suspendu un cylindre creux en cuivre, accordé sur une note unique. Si un axion, particule de matière noire, venait à passer à proximité, le cylindre répondrait par un tintement faible.

L'album de famille de ce couple stellaire s'est enrichi pendant 45 ans, mais les photos étaient floues et les légendes contradictoires. Aujourd'hui, les astronomes ont ressorti les vieilles photos, pris de nouveaux clichés nets et remis tout le monde à sa place. Gamma Céphée est une étoile brillante visible à l'œil nu, et elle possède un compagnon invisible qui tourne autour d'elle en 70 ans.

Le faisceau d'un microscope électronique voyage habituellement dans le vide, comme un coursier sur une autoroute déserte. Toute molécule d'air est pour lui une bosse qui le fait tressauter et perdre sa direction. C'est pourquoi, auparavant, pour examiner un échantillon, on le congelait, le séchait ou le recouvrait de métal, et on ne regardait toujours que sous vide.

Une étoile clignote toutes les 38 secondes. Ce n'est pas un scintillement aléatoire : à l'intérieur de la naine blanche WD 0158−160, des oscillations régulières se produisent, comme les battements d'un métronome invisible.

Dans une maison sur une rue ensoleillée vit une grande famille : un père géant, toujours assis près de la fenêtre, et un petit enfant qui court dans la cour.

Un télescope observe une étoile pendant de nombreuses nuits consécutives. Quelque part dans le flux de lumière se cache une infime baisse de luminosité : une planète de la taille de la Terre a momentanément occulté une partie de l'étoile. Une telle baisse dure quelques heures et ne se répète qu'une fois par an ou moins.

Dans la nuit du 4 mars 2020, le télescope TESS, qui cherche habituellement des planètes autour d'autres étoiles, a remarqué quelque chose d'étrange dans une galaxie lointaine. La lumière de l'objet AT 2020afjz s'est allumée et éteinte en quelques heures à peine — plus vite que le temps qu'il faut pour qu'un café refroidisse.

Le ciel nocturne semble immuable, mais les galaxies échangent constamment de la matière. La Voie lactée, tel un grand fleuve, absorbe des ruisseaux plus petits – les galaxies naines. Avec leurs étoiles, des planètes peuvent aussi nous parvenir.

Des cellules de vaisseau sanguin ont été ensemencées sur une membrane transparente de 700 nanomètres d'épaisseur — cent fois plus fine qu'un cheveu humain. Sous la membrane se cachent des électrodes plates.

Photographier une exoplanète autour d'une autre étoile, c'est comme essayer de distinguer un ver luisant devant un projecteur. L'atmosphère terrestre ne cesse de bouger, et dans un télescope, cela se traduit par des taches dansantes, les speckles.

L'étoile Tabby, phare dans la mer cosmique, déroute les astronomes depuis 2015. Sa lumière ne scintillait pas au rythme des planètes, mais comme dispersée par une tempête — des chutes profondes, des sursauts brusques. Mais au milieu de ce chaos, une chute régulière, presque parfaite, a été découverte. L'œil du cyclone.

La lumière d'une étoile lointaine porte en elle le bourdonnement silencieux des atmosphères des planètes qui orbitent autour d'elle. Pendant longtemps, la capter revenait à distinguer un murmure dans le rugissement d'une cascade.

Le voilier ne se déplace pas sur l'eau mais dans l'espace, et ce qui le pousse n'est pas le vent mais la pression de la lumière solaire. Un tel engin peut voler pendant des années sans dépenser une goutte de carburant. Le piloter, c'est un peu comme mener un yacht à travers un océan où les courants sont les attractions des planètes et les rafales de vent, la lumière solaire changeante.

Lorsqu'une planète lointaine passe devant son étoile, elle masque brièvement une partie de la lumière. Les astronomes appellent cela la méthode du transit et, grâce à la profondeur de la baisse de luminosité, ils en déduisent la taille de la planète. Mais la lumière a une propriété : un corps massif agit comme une lentille.

Un projecteur éclaire droit dans les yeux, et à quelques pas de là, une minuscule luciole scintille. C'est à peu près à cela que ressemble la chasse à une planète de type terrestre autour d'une étoile voisine : la planète est de cent millions à dix milliards de fois plus faible que son étoile, et dans le ciel, elles se confondent presque en un seul point.

Pendant des décennies, la radioastronomie a écouté l'espace, espérant capter des émissions radio à bande étroite — la « voix » technogénique d'exoplanètes lointaines.

Dans le bulbe galactique, où la lumière de milliards d'étoiles se fond en une lueur continue, quatre géants froids sont passés inaperçus. On ne peut pas les voir au télescope — trop loin, trop faibles.

Les danses gravitationnelles des corps célestes sont longtemps restées muettes pour les astronomes. Nous avons appris à attraper les ombres des planètes devant leurs étoiles par la méthode du transit — une percée offerte par des milliers de mondes grâce à William Borucki et son télescope Kepler.

La lumière d'une étoile lointaine n'est pas un phare parfait. En traversant le champ gravitationnel d'une autre étoile, elle se courbe, se divise et s'amplifie, créant un anneau d'Einstein éphémère dans le ciel.

Dans les profondeurs de l'espace, à 95 parsecs de la Terre, la nature assemble une horloge planétaire. Le modèle HD 114082 est un prototype âgé de seulement 15 millions d'années.

Avec James Webb, les astronomes ont « sorti » une troisième planète géante du disque de poussière trouble de l'étoile β Pictoris. On connaissait déjà les deux autres, mais celle-ci se cachait dans la lumière éclatante, comme un poisson dans une eau boueuse.

Une planète glisse devant le disque de son étoile — et devient un instant une lampe de poche. Elle masque une minuscule portion de la surface, révélant des détails qui, autrement, échappent au regard. C'est ainsi que des astronomes ont plongé au cœur des taches sombres de l'étoile V1298 Tauri, un jeune jumeau de notre Soleil.

La courbe de lumière d'une étoile n'est pas un bruit chaotique, mais un texte écrit par les pulsations, les taches et la lueur régulière du foyer thermonucléaire. Toute planète qui glisse devant le disque laisse une coquille dans ce texte : une minuscule baisse de luminosité durant des heures.

Lorsqu'une planète passe derrière le bord de son étoile, celle-ci éclaire son atmosphère — tout comme le soleil couchant illumine les nuages à l'horizon. Cet instant fugace, qui ne dure que quelques minutes, porte l'empreinte des gaz traversés par la lumière stellaire.

La recherche d'intelligence extraterrestre attend depuis des décennies de discrets sifflements venus de l'espace. Mais notre propre technosphère a créé un fond radio continu — comme le ronronnement d'une immense métropole. Si des étoiles voisines possèdent des antennes sensibles, elles entendent déjà ce bruit.

La lumière d'une planète lointaine, décomposée en couleurs, fait soudain un bond à la frontière entre le rouge et l'infrarouge invisible — comme si quelqu'un avait actionné un interrupteur.

La recherche de signaux extraterrestres, c'est essayer d'entendre un murmure dans un stade assourdissant. Le télescope de Green Bank a écouté 70 000 étoiles, mais les 100 millions de sursauts détectés n'étaient que du bruit terrestre — téléphones, satellites, fours à micro-ondes.

La lumière d'une étoile lointaine filtre à travers l'enveloppe gazeuse d'une planète, et les astronomes tentent de deviner de quoi cette enveloppe est faite. C'est ainsi que l'on étudie les atmosphères de mondes que l'on ne peut pas toucher.

À la périphérie du système solaire, bien au-delà de Neptune, des centaines de blocs de glace gravitent. Certains se déplacent comme si une force invisible avait aligné leurs orbites, telles les aiguilles d'une boussole. Il y a dix ans, cela a conduit les astronomes à penser qu'une planète massive, environ dix fois plus lourde que la Terre, se cachait là.

Un faisceau de rayons X est un flux de minuscules paquets d'énergie, les photons. Les détecteurs ordinaires les comptent mais ne distinguent pas les nuances : deux photons d'énergie proche sont identiques pour eux. Le nouvel instrument fonctionne comme un thermomètre sensible : il capture chaque photon et mesure à quel point il a chauffé une fine membrane.

L'odeur du pain frais signale sans erreur la proximité d'une boulangerie. Mais pour savoir si la cuisson est en cours, il est plus important de capter non pas l'arôme lui-même, mais son intensification — le flux continu d'air chaud qui sort du four.

Le télescope TESS a photographié le ciel pendant une année entière, mais son traitement standard laissait de côté les étoiles faibles. Le projet T16 a repris les mêmes images et les a nettoyées à nouveau — cela a donné 83 717 159 courbes de lumière, comme des électrocardiogrammes pour chaque étoile.

Au cœur même de la Voie lactée, quelque chose émet continuellement une lueur gamma. Cette lumière est particulière : son énergie est exactement de 511 000 électronvolts. Une telle énergie apparaît lorsqu'un électron rencontre son antiparticule, le positron, et que les deux s'annihilent en laissant une bouffée de lumière.

Le jour, dans le désert chilien d'Atacama, l'air tremble de chaleur, comme au-dessus d'une poêle brûlante. La lumière du Soleil, en traversant cette agitation, se met à danser et à scintiller. Les astronomes appellent ce tremblement de l'air le « seeing » — il empêche les télescopes de voir les étoiles nettement.

L'explosion d'une étoile massive est un événement brillant mais bref. L'éclair lui-même dure des semaines, mais la poussière qu'il a chauffée autour de l'étoile continue de briller en infrarouge pendant des années.

La méthode ressemble à un jeu dans une salle sombre : vous et vos amis convenez qu'après un flash commun, chacun allumera sa lampe de poche dix secondes plus tard, en ajustant le temps en fonction du délai de la lumière. De la même manière, on peut utiliser un sursaut gamma cosmique — une explosion colossale visible dans tout l'Univers — comme signal de départ pour les extraterrestres.

La nuit, un lampadaire lointain semble immobile, mais si l'on s'approche et que l'on regarde attentivement, on peut remarquer qu'il oscille légèrement dans le vent. C'est à peu près ainsi que les astronomes cherchent des planètes autour d'autres étoiles : ils mesurent comment l'étoile se déplace imperceptiblement sous l'attraction de ses compagnons invisibles.

Toutes les 15 heures, dans une constellation située à 57 années-lumière de nous, se produit une petite éclipse solaire. La minuscule naine blanche — une étoile de la taille de la Terre mais plus lourde que le Soleil — plonge derrière le disque de la naine rouge.

Les jeunes systèmes planétaires ressemblent à un orchestre qui vient de commencer une répétition : tous les musiciens s'efforcent de jouer au même rythme.

La lumière d'une étoile lointaine n'est jamais parfaitement régulière. Elle tremble, comme l'air au-dessus d'un trottoir brûlant. Lorsque les astronomes ont pointé James Webb vers l'étoile TOI 700, ils ont vu ce tremblement particulièrement nettement : toutes les 16 minutes, la luminosité variait d'une fraction infime — seulement 46 millionièmes.Pour comparaison : si…