Une exoplanète en transit, du visible aux rayons X : la preuve par Vénus

Publié par Adrien le 28/06/2015 à 00:00
Source: Observatoire de Paris
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Des atomes dans la haute atmosphère des planètes peuvent absorber des photons de haute énergie (UV et rayons-X mous) lors du passage devant leur étoile, ce qui augmente leur taille apparente dans ces longueurs d'onde par rapport à leur taille en optique, durant le transit. Une équipe internationale, comprenant un chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la...) de l'Observatoire de Paris (L'Observatoire de Paris est né du projet, en 1667, de créer un observatoire astronomique...), a étudié ce phénomène lors du transit de Vénus (Un transit de Vénus devant le Soleil se produit lors du passage de la planète Vénus...) en 2012. Alors que la taille de Vénus en optique est au moins de 80km de plus que la taille de la planète solide, de part sa couverture nuageuse, elle apparait encore plus grande de 70km en UV et rayons-X mous. Cela correspond à l'altitude (L'altitude est l'élévation verticale d'un lieu ou d'un objet par rapport à un niveau...) des couches denses de l'ionosphère (L’ionosphère est une région de l'atmosphère située entre la mésosphère et la...) de Vénus, comprenant du CO et CO2. Ces observations peuvent servir de modèle pour observer les exoplanètes, par exemple avec la mission Athena de l'ESA.


La planète Vénus devant le soleil, observé durant le passage de juin 2012 à l'aide du satellite Solar Dynamics Observatory (Solar Dynamics Observatory (SDO) est un observatoire solaire développé par l'agence...) de la NASA. Le prochain passage aura lieu en décembre 2117. Image: NASA.

Le passage de Vénus devant le soleil en 2012 a été suivi par des millions d'observateurs et des centaines de télescopes terrestres, mais également par plusieurs télescopes spatiaux dédiés à l'observation du soleil.

Une équipe internationale comportant un chercheur du Laboratoire d'Etudes Spatiales et d'Instrumentation en Astrophysique (L’astrophysique (du grec astro = astre et physiqui = physique) est une branche...) (Observatoire de Paris, CNRS, UPMC, U. Paris-Diderot) a exploité les données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent...) issues de deux de ces télescopes: Hinode, de l'Agence spatiale (Une agence spatiale est un organisme d'État ayant pour but d'étudier l'Espace et de développer...) japonaise JAXA, et Solar Dynamics Obsevatory de la NASA. Ces observatoires spatiaux ont pu à eux deux observer le phénomène depuis la lumière visible (La lumière visible, appelée aussi spectre visible ou spectre optique est la partie du...) jusqu'aux UV lointains et aux rayons X.

Le rayon apparent de la planète a pu être mesuré dans chacun de ces domaines spectraux. En lumière visible, le rayon correspond bien à l'altitude supérieure des nuages de Vénus telle qu'elle a été déterminée par la mission Vénus Express de l'ESA. A plus courtes longueurs d'onde, le rayon apparent est nettement plus élevé, du fait de l'opacité croissante des constituants gazeux de l'atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :) à ces longueurs d'onde.

Cette variation du rayon apparent mesuré lors d'un transit illustre une méthode pour la caractérisation d'une atmosphère d'exoplanète en transit devant son étoile en utilisant plusieurs domaines spectraux simultanément. Ce travail est destiné donc à valider l'étude des transits exoplanétaires à plusieurs longueurs d'onde, en particulier à l'aide de télescopes de haute énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la...) tels que la mission ATHENA du programme Cosmic Vision de l'ESA, dont le lancement est programmé en 2028.

Cette recherche est publiée dans la revue Nature Communications.
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