Photo: Fred Merz

«Notre décou­verte était parfai­te­ment anormale»

Une Aventure extraordinaire

En 1995, Michel Mayor a décou­vert avec Didier Queloz la première planète située hors de notre système solaire, 51 Pegasi b. Tous deux ont reçu le prix Nobel en 2019 pour cette décou­verte. Michel Mayor nous raconte son origine.

En 1995, vous avez décou­vert avec Didier Queloz la première planète située hors de notre système solaire. Avez-vous été tout de suite consci­ent de la portée de cette découverte?

L’histoire de cette décou­verte remonte en réalité à 1971. J’ai déve­lo­ppé avec un collè­gue cher­cheur de Marseille un spec­tro­gra­phe pour un télescope. Cet appa­reil permet de déter­mi­ner la vitesse des étoi­les au moyen de la longueur d’onde de la lumière. Nous avons réussi à rendre cette déter­mi­na­tion 4000 fois plus effi­cace que ce qui était possi­ble à l’époque. À la fin des années 1980, nous avons fabri­qué une nouvelle géné­ra­tion de l’appareil en utili­sant les toutes derniè­res tech­no­lo­gies. Cela nous a permis de multi­plier de nouveau par 20 la précision.

Ce qui signifie?

Nos mesu­res avai­ent une préci­sion de 15 m par seconde contre 300 m par seconde aupa­ra­vant. Ces possi­bi­li­tés élar­gies de l’appareil nous ont inci­tés à modi­fier nos recher­ches. Il arrive souvent qu’un appa­reil déter­mine la recher­che. Au début des années 1990, nous avons décidé de recher­cher des planètes.

Comment avez-vous procédé?

Nous avons sélec­tionné 142 étoi­les ressem­blant au soleil. Ensuite, nous avons commencé à mesu­rer la vitesse de chacune de ces étoi­les l’une après l’autre. Nous avons renou­velé nos mesu­res une semaine plus tard. Nous avons trouvé des étoi­les stables et des étoi­les varia­bles. Nous avons trouvé l’étoile
51 Pegasi avec une varia­tion péri­odi­que, c’est-à-dire l’indice de la présence d’une planète gravi­tant autour de cette étoile. Fin 1994, nous avions réalisé douze mesu­res à ce sujet. Ce n’était pas encore beau­coup. Nous n’étions pas sûrs de leur signi­fi­ca­tion. Nos doutes ne concer­nai­ent pas les données des mesu­res, mais leur inter­pré­ta­tion physique.

Comment avez-vous pour­suivi vos recherches?

Il a fallu attendre six mois pour que l’étoile soit de nouveau visi­ble dans le ciel. En juil­let 1995, Didier Queloz et moi avons mesuré la même varia­tion péri­odi­que à l’Observatoire de Haute-Provence. C’est là que nous avons commencé à croire que nous avions décou­vert une planète à l’extérieur de notre système solaire. Nous avons décidé de rédi­ger un arti­cle pour le maga­zine scien­ti­fi­que Nature. Nous étions persua­dés que notre décou­verte était intéres­sante. Mais elle était aussi extrê­me­ment anormale.

Photo: Fred Merz

Dans quelle mesure?

La planète tourne autour de l’étoile en 4,2 jours. Cela n’existe pas dans notre système solaire. À l’époque, la théo­rie disait qu’il fallait au moins dix ans à une planète géante pour parcourir son orbite. Il faut onze ans à Jupi­ter, une planète géante gazeuse compa­ra­ble. C’est une diffé­rence de facteur 1000. Ce n’est pas un détail. C’est pour cette raison que nous étions un peu nerveux. À ce moment-là, nous ne savi­ons pas non plus expli­quer pour­quoi une planète avait une péri­ode orbi­tale aussi courte. Mais nous avions éliminé toutes les alter­na­ti­ves. Nous avions même demandé à un collè­gue améri­cain de véri­fier nos résul­tats sans lui donner
les coor­don­nées préci­ses de la planète.

Pour­quoi ces précautions?

À l’époque, diffé­ren­tes équi­pes étai­ent à la recher­che de planè­tes. Elles aurai­ent été ravies de savoir dans quelle direc­tion poin­ter leur télescope.

Et qu’a donné la vérification?

Der Kollege liess seine Maschi­nen zwei Tage lang rech­nen. Dann kam die Bestä­ti­gung. Auf der einen Seite waren wir damit sicher, auf der ande­ren Seite bleibt immer ein Zwei­fel. Wir haben uns schon gefragt, bege­hen wir mit der Publi­ka­tion eine Dumm­heit? Auch Nature war übri­gens vorsichtig.

Comment ont-ils réagi?

Ils ont envoyé notre arti­cle à trois rappor­teurs différents pour contrôle. C’est plus que d’habitude.

Avez-vous été très nerveux jusqu’à la publication?

Nous avons soumis notre arti­cle à Nature le 25 août 1995. Je voulais présen­ter nos résul­tats lors d’un congrès à Florence début octobre, avant même la publi­ca­tion. J’ai donc appelé le direc­teur de publi­ca­tion peu avant. Je pensais que si l’un des rappor­teurs avait considéré que notre travail était un ramas­sis de sotti­ses, il valait mieux que je l’apprenne avant le congrès. En guise de réponse, on me rappela que je n’étais pas auto­risé à publier mes résul­tats avant la publi­ca­tion dans Nature, mais que je pouvais bien entendu échan­ger avec des collè­gues. 300 collè­gues parti­ci­pè­rent au congrès de Florence. Mais aussi des jour­na­li­stes. L’organisateur m’a dit qu’il ne pouvait leur inter­dire d’y assi­ster. C’est ainsi que l’annonce de nos résul­tats s’est répan­due comme une traî­née de poudre. La folie média­tique s’est abat­tue sur nous. À mon retour à l’hôtel, j’avais des messages (à l’époque encore par fax) de la part de différents grands médias améri­cains. Nous avions perdu le contrôle.

Est-ce que c’était difficile?

Je ne me plains pas. Didier et moi, on s’est dit que ça n’arriverait qu’une fois et que personne n’en parle­rait plus deux mois plus tard.

Et que s’est-il passé?

Ça n’a pas cessé. L’année suiv­ante, les Améri­cains avai­ent trouvé d’autres planè­tes. Nous aussi, nous en avons décou­vert d’autres, toujours plus peti­tes. Chaque fois, ça a relancé le débat.

Cette planète est à 50 années-lumière. Est-ce que ça donne l’impression de regar­der dans le passé?

Les scien­ti­fi­ques améri­cains Geoff­rey Marcy et R. Paul Butler ont rapi­de­ment confirmé votre décou­verte. Eux-mêmes pour­sui­vai­ent des recherches.

Les scien­ti­fi­ques améri­cains Geoff­rey Marcy et R. Paul Butler ont rapi­de­ment confirmé votre décou­verte. Eux-mêmes pour­sui­vai­ent des recherches.

Suite à notre annonce, ils ont immé­dia­te­ment dirigé leur télescope vers l’étoile et confirmé notre travail. Leur problème était que cet astre ne faisait pas partie de leur sélec­tion. En réalité, ils étai­ent en avance sur nous, ils avai­ent déjà fait des mesu­res sur diffé­ren­tes étoi­les pendant cinq ans, mais ils n’avaient pas étudié la vitesse de ces astres. Comme les planè­tes géan­tes ont besoin de plusieurs années pour parcourir leur orbite, ils pensai­ent que nous ne pouvi­ons pas les rattra­per. Ils n’avaient pas compté avec une planète à la péri­ode orbi­tale aussi courte.

Pensiez-vous à l’époque au prix Nobel?

Le fait que nous ayons publié nos travaux dans Nature montre que nous les considé­r­i­ons comme intéres­sants, mais je n’ai jamais pensé au prix Nobel. Ceci dit, le méde­cin de ma femme m’a dit à l’époque que j’obtiendrais le prix Nobel pour cette découverte.

Vous l’avez obtenu en 2019. Où avez-vous appris la nouvelle?

Je faisais du baby-sitting en Espa­gne. Mon fils et sa femme étai­ent invi­tés à un mariage et m’ont demandé si je ne voulais pas venir m’occuper des enfants.

Vous l’avez appris là-bas?

C’était un quart d’heure avant que je parte à l’aéroport pour parti­ci­per à un congrès à Madrid. J’ai entendu sur Inter­net que l’Académie annon­çait que trois scien­ti­fi­ques serai­ent récom­pen­sés pour leurs recher­ches sur le cosmos. «Intéres­sant», me suis-je dit. Ils ont nommé en premier James Peebles. «Encore un cosmo­lo­gue», ai-je pensé. Ensuite, ils ont dit que deux cher­cheurs ayant décou­vert la première planète située à l’extérieur du système solaire serai­ent aussi récom­pen­sés. Puis, j’ai discuté avec l’Académie depuis le bar de l’aéroport via mon ordi­na­teur porta­ble. À mon arri­vée à Madrid, les jour­na­li­stes m’attendaient déjà, et quand je suis rentré chez moi, j’ai trouvé derrière la porte une bouteille de cham­pa­gne accom­pa­gnée d’un message du méde­cin de ma femme: «Je vous l’avais dit.»

Avez-vous toujours voulu obtenir le prix Nobel?

Non, certai­ne­ment pas. Chaque année, plus de 100 cher­cheurs peuvent prétendre au prix Nobel de physi­que. Je ne connais pas leurs travaux, mais ils sont certai­ne­ment tous excellents. Ce serait une erreur de partir du principe qu’on rece­vra ce prix. Pour certai­nes décou­ver­tes, comme celle du boson de Higgs, il est tout de suite clair qu’elles seront récom­pen­sées par l’attribution du prix Nobel. Mais souvent, la situa­tion n’est pas aussi évidente.

Photo: Fred Merz

Un jeune cher­cheur devrait-il se fixer comme objec­tif d’obtenir le prix Nobel?

Un cher­cheur dont l’objectif est d’obtenir le prix Nobel devrait immé­dia­te­ment arrêter ses recher­ches. Le moteur de la recher­che doit être la curio­sité. Ce doit être la joie de trou­ver par exemple quel­que chose de nouveau dans l’univers qui contri­bue à en amélio­rer la compréhension.

Le prix a ému les gens?

Je tiens à préciser que je suis heureux de l’avoir reçu. Cela a été stimu­lant. Aujourd’hui, il existe beau­coup plus de cher­cheurs dans ce domaine. Notre mission est de trans­mettre ce savoir au public. Les choses avan­cent, mais il y a encore de la marge. Quand nous pensons à l’âge d’or de l’astronomie, nous avons Newton, Kepler ou Coper­nic en tête. Avec la théo­rie de la rela­ti­vité, la décou­verte de l’expansion de l’univers, celles de l’origine de la lumi­no­sité du soleil et de des éléments chimi­ques puis celle des exoplanè­tes, le XXe siècle a lui aussi été le théâtre de gran­des découvertes.

Avez-vous toujours su que vous vouliez deve­nir chercheur?

Enfant, la science m’intéressait déjà énor­mé­ment: la géolo­gie des Alpes, la bota­ni­que, mais aussi la météo­ro­lo­gie. Après ma matu­rité, je suis devenu théo­ri­cien. J’ai commencé des études de physi­que et de mathé­ma­ti­ques. Fina­le­ment, j’ai opté pour la physi­que théo­ri­que. J’ai passé mon diplôme quand tous les labo­ra­toires étai­ent en expan­sion, ce qui fait que je n’ai pas eu de problè­mes à trou­ver un poste. J’ai atterri à l’observatoire de l’Université de Genève.

Vous êtes resté fidèle à cette université.

Après mon docto­rat, j’avais déjà une bourse pour le MIT de Boston. Puis, j’ai rencon­tré un cher­cheur en Angle­terre. Il travail­lait à une nouvelle méthode de mesure de la vitesse des astres, mais il avait très peu de moyens. Cette rencontre a fait que j’ai opté pour le déve­lo­p­pe­ment d’appareils.

En quoi le déve­lo­p­pe­ment d’appareils est-il important?

Par exemple, il y a vingt ans, nous avons été choi­sis pour construire un nouveau spec­tro­gra­phe pour le télescope du Chili, HARPS. Nous avons dû le payer et trou­ver le person­nel spécia­lisé néces­saire. Mais au bout de cinq ans de travaux, nous avons reçu en cont­re­par­tie le droit d’utiliser ce grand télescope pendant
500 nuits. C’est le jack­pot. Norma­le­ment, il faut se battre pour avoir le droit de l’utiliser trois ou quatre nuits. Pour un insti­tut d’astronomie, tel l’observatoire de Genève, il est fonda­men­tal d’avoir la capa­cité de déve­lo­p­per de nouveaux instru­ments pour la recher­che. La décou­verte de 51 Pegasi b en est un bel exemple.

Qu’est-il advenu de votre bourse pour le MIT?

Je suis rentré à Genève et ai dit au direc­teur de notre Insti­tut ce que je voulais faire. Il s’est mis à rire: moi un théo­ri­cien, je voulais faire de l’instrumentation astro­no­mi­que… J’ai demandé si je pouvais utili­ser l’argent de la bourse pour déve­lo­p­per l’appareil. J’ai aussi reçu de l’argent de la part du Fonds natio­nal suisse, 150’000 francs. Ce n’était pas beau­coup, mais c’était ce dont j’avais besoin. Nous avons déve­lo­ppé un appa­reil merveil­leux. Il offrait tant de possi­bi­li­tés. Cela m’aurait frus­tré de quit­ter cela.

Et vous êtes donc resté à Genève?

J’ai fait quel­ques séjours à l’étranger, notam­ment à l’observatoire du Chili, mais je suis resté à l’Université de Genève. J’étais heureux des oppor­tu­ni­tés que j’avais sur place. Pour­quoi quit­ter Genève? C’est là que j’ai soutenu ma thèse en 1971. Le début de cette aven­ture extraordinaire.

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