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Posté par Redbran le Lundi 10/07/2017 à 00:00
Première découverte d'une exoplanète pour Sphère
Installé depuis 2014 sur le Très grand télescope (VLT) de l'ESO au Chili, l'instrument européen Sphère vient d'obtenir pour la première fois le cliché d'une exoplanète grâce à des méthodes de détection directe. A ce jour, seule une poignée d'exoplanètes a pu être observée de manière directe sur les 3600 qui ont été détectées depuis 1995. D'une masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte) et l'autre la contribution du corps à la force de gravitation...) de 6 à 12 fois celle de Jupiter, HIP65426b est une planète (Une planète est un corps céleste orbitant autour du Soleil ou d'une autre étoile de l'Univers et possédant une masse suffisante pour que sa gravité la...) jeune et massive (Le mot massif peut être employé comme :) qui orbite (En mécanique céleste, une orbite est la trajectoire que dessine dans l'espace un corps autour d'un autre corps sous l'effet de la gravitation.) autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit appartiennent au...) d'une étoile (Une étoile est un objet céleste émettant de la lumière de façon autonome, semblable à une énorme boule de plasma comme le Soleil, qui est l'étoile la plus proche...) brillante à rotation rapide, située dans l'association d'étoiles du Scorpion-Centaure. Cette découverte soulève de nouvelles interrogations sur la formation des systèmes extrasolaires. Réalisée par une équipe internationale comprenant des chercheurs de l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical Physics est un tel institut.) de planétologie (La planétologie est la science de l'étude des planètes. La discipline recouvre de nombreuses branches de la science ; son domaine d'étude s'étend des grains microscopiques jusqu'aux planètes géantes gazeuses.) et astrophysique (L’astrophysique (du grec astro = astre et physiqui = physique) est une branche interdisciplinaire de l'astronomie qui concerne principalement la physique et l'étude des propriétés des objets de l'univers (étoiles,...) de Grenoble (CNRS/Université Grenoble Alpes), du Laboratoire d'astrophysique de Marseille (CNRS/Aix-Marseille Université), du Laboratoire d'études spatiales et d'instrumentation (Le mot instrumentation est employé dans plusieurs domaines :) en astrophysique (Observatoire de Paris/CNRS/Université Pierre et Marie Curie/Université Paris (Paris est une ville française, capitale de la France et le chef-lieu de la région d’Île-de-France. Cette ville est construite sur une boucle de la Seine, au centre du bassin parisien, entre les confluents de la...) Diderot), du laboratoire Lagrange (Observatoire de la Côte d'Azur/CNRS/Université Nice-Sophia Antipolis (1)), du Centre de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension...) astrophysique de Lyon (Université Claude Bernard (Claude Bernard, né le 12 juillet 1813 à Saint-Julien (Rhône) et mort le 10 février 1878 à Paris, est un médecin et physiologiste français.) Lyon 1/ENS Lyon/CNRS) et de l'Onera, elle paraîtra prochainement dans la revue Astronomy & Astrophysics.

HIP65426b est la première exoplanète (Une exoplanète, ou planète extrasolaire, est une planète orbitant autour d'une étoile autre que le Soleil. La plupart des exoplanètes...) découverte par l'instrument Sphère (En mathématiques, et plus précisément en géométrie euclidienne, une sphère est une surface constituée de tous les points situés à une...) (2). Située à 385 années-lumière du Système solaire (Le système solaire est un système planétaire composé d'une étoile, le Soleil et des corps célestes ou objets définis gravitant autour de lui (autrement dit, notre système planétaire) : les...), dans l'association stellaire (Stellaria est un genre de plantes herbacées annuelles ou vivaces, les stellaires, de la famille des Caryophyllaceae. Il comprend près de 90 espèces réparties à travers le monde.) du Scorpion-Centaure âgée de 10 à 17 millions d'années, cette géante gazeuse (Les géantes gazeuses sont les plus grandes des planètes. Elles sont dites gazeuses, par opposition aux planètes telluriques, en raison de l'épaisse atmosphère qui entoure leur noyau de dimension relativement faible. Elles...) est éloignée de son étoile: 3 fois la distance entre le Soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile centrale du système solaire. Dans la classification astronomique,...) et Neptune, la planète la plus lointaine de notre Système solaire, soit plus de 14 milliards de kilomètres (Le mètre (symbole m, du grec metron, mesure) est l'unité de base de longueur du Système international. Il est défini comme la distance parcourue par la lumière dans le vide en...). Sa masse estimée équivaut à 6 à 12 fois celle de Jupiter et sa température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie...) de 1000 à 1400 degrés Celsius. Son spectre révèle l'existence d'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) dans son atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :) et la probable présence de nuages – des caractéristiques semblables à certaines des exoplanètes imagées jusqu'ici.

Son étoile, HIP65426, deux fois plus massive que le Soleil, ne semble toutefois pas entourée d'un disque (Le mot disque est employé, aussi bien en géométrie que dans la vie courante, pour désigner une forme ronde et régulière, à l'image d'un palet — discus en latin.) de débris, comme c'est le cas pour la plupart des jeunes systèmes exoplanétaires. De manière surprenante, cette étoile tourne très rapidement, ce qui interroge sur l'origine et la formation de la planète HIP65426b. Les chercheurs ont établi deux scénarios possibles pour expliquer ce système singulier. Soit l'exoplanète se serait formée dans un disque de gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la matière n'a pas de forme...) et de poussières et, une fois ce disque dissipé, aurait interagi avec d'autres planètes pour se déplacer vers une orbite si éloignée, soit l'étoile et la planète se seraient formées dans le cadre d'un système binaire (Le système binaire est un système de numération utilisant la base 2. On nomme couramment bit (de l'anglais binary digit, soit « chiffre binaire ») les chiffres de la numération binaire....) stellaire extrême: deux étoiles se seraient formées au même moment mais l'une étant plus massive, l'autre n'aurait pas pu aller jusqu'au bout de son accrétion (L'accrétion désigne en astrophysique, en géologie et en météorologie l'accroissement par apport de matière.) et serait devenue une planète, HIP65426b.

L'instrument Sphère, installé sur le VLT depuis 2014, a pour principal objectif de détecter et de caractériser, au moyen de l'imagerie (L’imagerie consiste d'abord en la fabrication et le commerce des images physiques qui représentent des êtres ou des choses. La fabrication se faisait jadis soit à la main, soit par impression...) directe, des exoplanètes gazeuses et des disques de poussières autour d'étoiles proches du Soleil (jusqu'à quelques centaines d'années-lumière) avec une finesse et un contraste inégalés. Un challenge de taille puisque de telles planètes se situent à proximité immédiate de leurs étoiles hôtes et sont caractérisées par une luminosité (La luminosité désigne la caractéristique de ce qui émet ou réfléchit la lumière.) très faible. Sphère est capable de détecter le signal ( Termes généraux Un signal est un message simplifié et généralement codé. Il existe sous forme d'objets ayant des formes particulières. Les signaux lumineux sont employés depuis la...) d'une planète jusqu'à un million (Un million (1 000 000) est l'entier naturel qui suit neuf cent quatre-vingt-dix-neuf mille neuf cent quatre-vingt-dix-neuf (999 999) et qui précède un million un...) de fois plus faible que celui de son étoile hôte. A titre de comparaison, l'instrument serait capable de détecter, depuis Paris, la lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de 380nm (violet) à 780nm (rouge). La...) d'une bougie (La bougie est un objet servant en général à éclairer, composé d'un corps gras et d’une mèche enflammée. Elle a été inventée au milieu du...) à 50 cm d'un phare situé à Marseille.

L'outil (Un outil est un objet finalisé utilisé par un être vivant dans le but d'augmenter son efficacité naturelle dans l'action. Cette augmentation se traduit par la simplification des actions entreprises, par une plus grande...) Sphère est équipé d'un miroir (Un miroir est un objet possédant une surface suffisamment polie pour qu'une image s'y forme par réflexion et conçu à cet effet. C'est souvent une couche métallique fine, qui, pour être...) déformable qui corrige plus de 1200 fois par seconde ( Seconde est le féminin de l'adjectif second, qui vient immédiatement après le premier ou qui s'ajoute à quelque chose de nature identique. La seconde est une unité de mesure du temps. La...) et à une échelle nanométrique les effets de la turbulence (La turbulence désigne l'état d'un fluide, liquide ou gaz, dans lequel la vitesse présente en tout point un caractère tourbillonnaire : tourbillons dont la taille, la...) atmosphérique. Une autre technique de l'instrument, la coronographie (La coronographie est une technique en astronomie qui consiste à reproduire un phénomène céleste très célèbre : les éclipses totales. Ainsi, seule la couronne de l'étoile observée apparaît, car elle n'est plus...), permet d'atténuer la lumière de l'étoile pour révéler celle de la planète. Enfin des techniques d'imagerie et de spectroscopie permettent aussi de caractériser leurs propriétés physiques et spectrales.

Les mécanismes de formation, d'évolution et d'interaction (Une interaction est un échange d'information, d'affects ou d'énergie entre deux agents au sein d'un système. C'est une action réciproque qui suppose l'entrée en contact de sujets.) des planètes géantes restent difficiles à étudier mais leur compréhension est primordiale car ces planètes représentent la masse la plus importante au sein (Le sein (du latin sinus, « courbure, sinuosité, pli ») ou la poitrine dans son ensemble, constitue la région ventrale...) des systèmes planétaires dont elles façonnent l'architecture (L’architecture peut se définir comme l’art de bâtir des édifices.). Elles jouent par ailleurs un rôle clef (Au sens propre, la clef ou clé (les deux orthographes sont correctes) est un dispositif amovible permettant d'actionner un mécanisme.) dans la dynamique (Le mot dynamique est souvent employé désigner ou qualifier ce qui est relatif au mouvement. Il peut être employé comme :) des planètes telluriques plus petites et semblables à la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est la plus grande et la plus massive des quatre...). Les observations futures de Sphère seront donc déterminantes pour mieux comprendre l'évolution et la formation des systèmes extrasolaires.


L'instrument Sphère équipe un des quatre télescopes géants du Very large telescope (VLT) au Chili. C'est l'un des instruments d'observation astronomique depuis le sol les plus complexes jamais réalisés. Objectif: voir directement les planètes extrasolaires.
© Claude DELHAYE/ESO/CNRS Photothèque


Cette image obtenue dans le domaine infrarouge proche montre l'exoplanète qui orbite autour de l'étoile HIP65426 dans l'association stellaire du Scorpion-Centaure. La lumière de l'étoile centrale a été masquée par un coronographe. L'exoplanète découverte a une masse comprise entre 6 et 12 fois celle de Jupiter et se situe à une distance égale à 3 fois celle de Neptune autour du Soleil.
© ESO/SPHERE Consortium/G. Chauvin et al.


Décomposition spectrale de la lumière de l'exoplanète HIP65426b dans le domaine infrarouge proche montrant la présence d'eau dans son atmosphère. Ce spectre peut être vu comme l'empreinte digitale (Les digitales forment le genre Digitalis, environ 20 espèces de plantes herbacées classiquement placées dans la famille des Scrofulariacées. Les études...) de l'exoplanète.
© ESO/SPHERE Consortium/G. Chauvin et al.

Pour aller plus loin:

Communiqué de presse: Le chasseur d'exoplanètes SPHERE livre ses premières images, le 4 juin 2014
Vidéo CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand organisme de recherche scientifique public français (EPST).) Le Journal: SPHERE, un œil sur les exoplanètes, 2015
Dossier Sagascience: Les Exoplanètes
SPHERE sur le site web (Un site Web est un ensemble de pages Web hyperliées entre elles et mises en ligne à une adresse Web. On dit aussi site Internet par métonymie, le...) de l'Observatoire des sciences de l'Univers (L'Univers est l'ensemble de tout ce qui existe et les lois qui le régissent.) de Grenoble: sphere.osug.fr

Notes:

1. Membre de l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études...) Côte d'Azur.
2. Dans le cadre de la campagne (La campagne, aussi appelée milieu rural désigne l'ensemble des espaces cultivés habités, elle s'oppose aux concepts de ville, d'agglomération ou de milieu urbain. La campagne...) d'observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et d’étude appropriés. Le plaisir...) du grand relevé Shine (SpHere INfrared survey for Exoplanets). Le consortium SPHERE est composé de 12 instituts européens majeurs qui ont conçu et construit l'imageur de planète SPHERE pour le Very large telescope de l'ESO: Institut de planétologie et d'astrophysique de Grenoble; Max-Planck-institut für astronomie (L’astronomie est la science de l’observation des astres, cherchant à expliquer leur origine, leur évolution, leurs propriétés physiques et chimiques. Elle ne doit...) in Heidelberg (Heidelberg est une ville d'Allemagne située dans la vallée du Neckar, au nord-ouest du Land de Bade-Wurtemberg. Le nom de "Heidelberg" provient peut-être de...); Laboratoire d'astrophysique de Marseille; Laboratoire d'études spatiales et d'instrumentation en sstrophysique de l'Observatoire de Paris (L'Observatoire de Paris est né du projet, en 1667, de créer un observatoire astronomique équipé de bons instruments permettant d'établir des cartes pour la navigation. Il vient en complément de...); Laboratoire Lagrange à Nice; Onera; Observatoire astronomique (Un observatoire astronomique est un lieu destiné à l'observation astronomique. Les laboratoires modernes sont largement dotés d'instruments scientifiques; d'abord mécaniques (quadrant, astrolabe, etc.) puis optiques (lunette, télescope),...) de l'Université de Genève; Italian national institute for astrophysics coordonné par Osservatorio astronomico di Padova; Institute for astronomy, ETH Zurich; Astronomical institute, University of Amsterdam; Netherlands research school for astronomy (NOVA-ASTRON) et ESO.


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Source: CNRS