Introduction

Cette première partie du cours s'intéresse à la statistique à travers le cas particulier des exoplanètes. Cet outil mathématique sert à extraire de l'information de grands échantillons de mesures. Les concepts statistiques décrits ici pour les exoplanètes sont généralisables dans d'autres cas. La statistique découle naturellement de questions scientifiques telles que "combien y a-t-il de planètes dans notre galaxie ?" ou encore "quelles masses ont elles ?" ou "quelles sont leurs distances à leurs étoiles hôtes ?". Ces questions sont déterminantes pour comprendre la formation et l'évolution des planètes et pour aider à la recherche d'une vie extraterrestre.

Avant les années 90, la connaissance sur les planètes se limitait aux neuf planètes du système solaire, Mercure, Vénus, la Terre, Mars, Jupiter, Saturne, Uranus, Neptune, Pluton. L'étude des exoplanètes n'existait pas faute d'observation. Il semblait cependant probable que d'autres planètes existaient autour d'autres étoiles que le Soleil, la formation d'une planète ne semblant pas un mécanisme requérant des conditions très spécifiques. Bien qu'Aleksander Wolszczan ait découvert des exoplanètes en septembre 1990 avec le radiotélescope Arecibo autour du pulsar PSR B1257+12 (une étoile en fin de vie, très dense avec une rotation très rapide), la science des exoplanètes a réellement débuté en 1995 avec la découverte de "51 Pegasi b" autour d'une étoile de type solaire par Michel Mayor et Didier Queloz. Plus de dix ans après, près de deux milles exoplanètes ont été découvertes et ce chiffre ne cesse de croître.

En plus des planètes du système solaire, des planètes naines ont été découvertes telles que Cérès. Pluton fut rétrogradée de son rang de planète pour devenir une planète naine.

Avec près de 2000 exoplanètes, des études statistiques permettent de découvrir des propriétés statistiques contraignant les modèles de formation et d'évolution des planètes. Le diagramme de Hubble pour les galaxies et le diagramme Hertzsprung-Russell pour les étoiles sont autant d'outils statistiques fondamentaux pour l'étude des galaxies et des étoiles.

Différentes propriétés sont mesurables pour chaque exoplanète : la masse, le rayon, le type spectral de l'étoile hôte, ... Cette première partie du cours utilise ces grandeurs pour caractériser les exoplanètes et en même temps pour introduire des concepts de statistique qui seront repris d'un point de vue probabiliste dans la seconde partie du cours.