De nouveaux télescopes chasseurs d'exoplanètes à Paranal

Le réseau de télescopes de nouvelle génération dédié à la recherche de transits (NGTS pour Next-Generation Transit Survey) a capté avec succès sa première lumière depuis l'Observatoire de Paranal de l'ESO au nord du Chili. Ce réseau a pour objectif de détecter des transits exoplanétaires - des planètes qui, lorsqu'elles passent devant leur étoile hôte, génèrent une faible diminution de l'éclat de l'étoile, susceptible d'être enregistrée par des instruments dotés d'une grande sensibilité. Les télescopes auront pour mission de découvrir des planètes de la taille de Neptune ainsi que des planètes de dimensions inférieures, dont le diamètre est compris entre deux et huit diamètres terrestres.


Au nombre de douze et disposés en réseau, les télescopes de nouvelle génération dédiés à la recherche de transits (NGTS) sont dotés chacun d'une ouverture de 20 centimètres (1) et constituent un système d'observation à grand champ. Ce nouvel instrument développé par un consortium européen (Royaume-Uni, Suisse et Allemagne) a été installé à l'Observatoire de Paranal de l'ESO au nord du Chili. Il bénéficie donc de remarquables conditions d'observation ainsi que de l'appui d'excellentes installations situées à proximité.

"Nous avions besoin d'un site caractérisé par un grand nombre de nuits claires ainsi qu'un air pur et sec, afin de réaliser des mesures aussi précises et fréquentes que possible - Paranal s'est imposé comme le meilleur choix", confie Don Pollacco de l'Université de Warwick au Royaume-Uni, également l'un des porteurs du projet NGTS.

NGTS est conçu pour fonctionner en mode robotisé. Il surveillera en permanence la luminosité de centaines de milliers d'étoiles relativement brillantes du ciel austral, à la recherche de transits exoplanétaires. Lorsqu'il mesurera la brillance des étoiles, il atteindra un degré de précision - voisin du millième - inédit pour un télescope au sol de sondage doté d'un grand champ d'observation (2).

L'obtention d'un tel degré de précision dans la mesure de luminosité, sur un grand champ qui plus est, requiert un haut niveau de technicité. Mais, la parfaite maîtrise des technologies requises pour le bon fonctionnement du NGTS a été démontrée au moyen d'un prototype de taille réduite qui opéra à La Palma, dans les Iles Canaries, de 2009 à 2010. Le NGTS s'appuie également sur le succès de l'expérience SuperWASP, qui a permis la détection de planètes géantes gazeuses.

Les découvertes du NGTS constitueront des objets d'étude pour d'autres télescopes parmi lesquels le Très Grand Télescope (VLT) de l'ESO. L'un des objectifs est de détecter de petites planètes dont la luminosité est suffisamment importante pour permettre la détermination de leur masse. S'ensuivra le calcul de leur densité qui fournira des indications sur leur composition interne. Lorsqu'elles effectuent leurs transits, il est par ailleurs possible de sonder l'atmosphère des exoplanètes. Au cours du transit, une fraction de la lumière en provenance de l'étoile traverse en effet l'atmosphère de la planète- lorsqu'elle en est pourvue, lui conférant une signature, de faible amplitude mais mesurable. A ce jour, seules quelques observations aussi délicates ont été effectuées. Le NGTS devrait offrir un bien plus grand nombre de cibles potentielles.

Il s'agit du premier réseau de télescopes hébergé, sans pour autant être exploité par l'ESO, sur le site de Paranal. Plusieurs autres instruments de ce type équipent l'Observatoire de La Silla et fonctionnent sur la base de modalités analogues. Les données acquises par le NGTS enrichiront les archives de l'ESO et seront accessibles aux astronomes du monde entier pour les décennies à venir.

Peter Wheatley, l'un des instigateurs du projet NGTS de l'Université de Warwick, conclut ainsi: "Nous sommes impatients de partir à la recherche de petites planètes autour d'étoiles proches. Les découvertes du NGTS d'une part, les observations de suivi effectuées par les télescope sol et espace d'autre part, constitueront des étapes importantes dans notre quête et notre étude des atmosphères et de la composition de petites planètes telles que la Terre."

Le Consortium NGTS est composé de l'Université de Warwick, Royaume-Uni ; de l'Université "Queen's University" à Belfast, Royaume-Uni ; de l'Université de Leicester, Royaume-Uni ; de l'Université de Cambridge, Royaume-Uni ; de l'Université de Genève, Suisse, et du DLR à Berlin, Allemagne.

Notes

(1) Les télescopes du réseau NGTS sont des versions modifiées des télescopes commerciaux de grande qualité conçus par la société Astro Systeme Austria (ASA). Les caméras du réseau NGTS sont des versions modifiées des caméras iKon-L d'Andor Technology LTD (http://www.andor.com) fabriquées autour de CCDs de type particulier ("deep depletion") sensibles au rouge par la société e2v (http://www.e2v.com).

(2) Comparée au NGTS, le télescope spatial Kepler de la NASA offrait une mesure plus précise des luminosités stellaires, mais sondait une plus petite région du ciel. La recherche plus étendue du réseau NGTS va permettre de trouver des exemples plus lumineux de petites exoplanètes qui sont mieux appropriées aux études détaillées.