Des chercheurs du Laboratoire d'Astrophysique (L’astrophysique est une branche interdisciplinaire de l'astronomie qui concerne principalement la physique et...) de Grenoble (LAOG: INSU-CNRS, Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche),...) Joseph Fourier, Observatoire des Sciences de l'Univers (On nomme univers l'ensemble de tout ce qui existe, comprenant la totalité des êtres et des choses (celle-ci comprenant...) de Grenoble) viennent de réaliser une étude sur le rôle que peut avoir l'activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) d'une étoile (Une étoile est un objet céleste émettant de la lumière de façon autonome, semblable à une énorme boule de plasma comme...) de type solaire, dans la détection d'exoplanète (Un exoplanète ou planète extrasolaire désigne une planète orbitant autour d'une étoile autre que le Soleil.) de type exoTerre. Si les taches et plage (La géomorphologie définit une plage comme une « accumulation sur le bord de mer de matériaux d'une taille allant...) de l'étoile pendant sa période d'activité calme ne gêneraient pas la détection d'une exoTerre se situant dans une zone dite d'habitabilité, par contre les mouvements convectifs compromettent la détection de ce type d'exoplanète. Il est donc nécessaire de développer de nouveaux moyens de mesures et d'analyse pour dépasser cette limitation. Ce résultat fera l'objet de deux articles dans Astronomy and Astrophysics.


La plupart des exoplanètes connues à ce jour ont été détectées grâce à la méthode dite des "vitesses radiales". Cette méthode se base sur une analyse très fine des spectres stellaires. Il s'agit de mesurer, pour chaque étoile suivie, les décalages de ses raies spectrales induits par son mouvement réflexe (Le réflexe d'une façon générale fait intervenir des propriétés intégratrices d'un centre nerveux. Il résulte d'un...) autour du centre de gravité (La gravitation est une des quatre interactions fondamentales de la physique.) du couple étoile-exoplanète.

Cette mesure nécessite l'obtention de spectres à très haute résolution et à très haute précision. Il est de plus indispensable de vérifier que les décalages mesurés ne sont pas dus à des effets parasites, liés en particulier à l'activité des étoiles observées.

On sait que le Soleil est sujet à un cycle d'activité, se traduisant par la présence de taches froides à sa surface, dont le nombre (Un nombre est un concept caractérisant une unité, une collection d'unités ou une fraction d'unité.) et la taille varient en fonction de son niveau d'activité, mais aussi de plages qui sont de grandes structures légèrement plus chaudes que le reste de la surface du Soleil. Ces deux types de structures ont une incidence sur l'éclat du Soleil et donc sur sa signature photométrique, et sur les vitesses radiales intégrées. Un troisième élément peut avoir une influence sur les données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose,...) spectrales. Il s'agit du mouvement de convection (La convection est un mode de transfert de chaleur où celle-ci est advectée (transportée-conduite, mais ces termes sont...) à la surface du Soleil qui produit le phénomène de granulation.

Globalement, les mouvements ascendants occupant une plus grande surface que les mouvements descendants, les raies spectrales du Soleil "intégré" sont décalées vers le bleu ("convective blueshift »). Ce bleuissement est toutefois atténué significativement dans les régions magnétiques (taches et plages), dû à une granulation anormale dans ces zones. Le spectre intégré du Soleil, lorsque celui-ci a des taches ou des plages à sa surface, sera décalé vers le rouge (La couleur rouge répond à différentes définitions, selon le système chromatique dont on fait usage.) par rapport au spectre du Soleil calme. Au cours du cycle solaire (Un cycle solaire est une période pendant laquelle l'activité du Soleil varie en reproduisant les mêmes phénomènes que...), plages, taches et convection provoquent ainsi des variations complexes des vitesses radiales du Soleil.

Une équipe de chercheurs du LAOG (AML, NM, MD) a analysé en détail l'influence que pouvait avoir ces phénomènes sur la détection d'une exoplanète de type terrestre autour d'une étoile de type solaire, cette exoTerre se situant dans la zone dite "d'habitabilité". Pour cela, ils ont simulé les vitesses radiales que l'on mesurerait si le Soleil était une étoile voisine, en utilisant les données provenant d'observations du Soleil et couvrant la période 1993-2007. Au total ( Total est la qualité de ce qui est complet, sans exception. D'un point de vue comptable, un total est le...), plus d'un million de taches et de structures brillantes ont ainsi été prises en compte au cours d'un cycle.

Les simulations font apparaître que la présence de taches et de plages au niveau de la surface du Soleil n'empêcherait pas la détection d'une exoplanète de type Terre dans sa zone habitable, pourvu que les mesures soient réalisées pendant une période de basse activité, et pourvu que l'étoile soit observée de manière très intensive, durant plusieurs années. En revanche, les mouvements convectifs compromettent une telle détection. De nouveaux diagnostiques et outils de mesure puis de correction de la convection doivent impérativement être trouvés et développés pour dépasser cette limitation.

Ces conclusions s'appliquent aux étoiles de type solaire uniquement, et de niveau d'activité semblable à celui du Soleil. Elles tirent parti des connaissances très détaillées que l'on a du Soleil. Elles permettent de mettre en évidence certaines limitations de la méthode des vitesses radiales, les besoins en termes de qualité instrumentale, les stratégies observationnelles à adopter, le choix des cibles, et les développements (modélisation) complémentaires nécessaires. Des études à venir tenteront d'aborder ces questions pour des étoiles de type spectral différent.