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Posté par Adrien le Jeudi 07/12/2017 à 00:00
Première lumière pour ESPRESSO - le chasseur d'exoplanètes de nouvelle génération
L'instrument ESPRESSO (pour Echelle SPectrograph for Rocky Exoplanet and Stable Spectroscopic Observations) a effectué ses toutes premières mesures avec succès. Installé sur le Very Large Telescope (VLT) de l'ESO au Chili, ESPRESSO détectera les exoplanètes avec une précision inégalée en observant les infimes variations de 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...) de leur 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 de la Terre.) hôte. Ce chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la recherche. Il est difficile de bien cerner le métier de chercheur tant les domaines de recherche sont diversifiés et impliquent...) d'exoplanètes sera le premier capable de combiner la lumière issue des quatre télescopes du VLT.


Installé sur le Very Large Telescope de l'ESO à l'Observatoire de Paranal au nord (Le nord est un point cardinal, opposé au sud.) du Chili (1), ESPRESSO vient de capturer sa toute première lumière (L'expression première lumière désigne le moment où un télescope astronomique nouvellement installé reçoit et enregistre...). Ce nouveau spectrographe échelle de troisième génération succède au très performant instrument HARPS de l'ESO qui, des années durant, opéra avec succès depuis l'Observatoire de La Silla. La précision de HARPS dans les mesures de vitesses pouvait atteindre le mètre (Le mètre (symbole m, du grec metron, mesure) est l'unité de base de longueur du Système international (SI). Il est défini, depuis 1983, comme la distance parcourue par la lumière dans le vide en...) 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...). Les progrès technologiques et son installation sur un télescope (Un télescope, (du grec tele signifiant « loin » et skopein signifiant « regarder, voir »), est un instrument d'optique...) de plus grandes dimensions (Dans le sens commun, la notion de dimension renvoie à la taille ; les dimensions d'une pièce sont sa longueur, sa largeur et sa profondeur/son...) permettront à ESPRESSO d'atteindre une précision voisine de quelques centimètres par seconde.

Le scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui se consacre à l'étude d'un domaine avec la rigueur et les méthodes scientifiques.) responsable d'ESPRESSO, Francesco Pepe 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 supérieures). Aux États-Unis, au moment où les...) de Genève en Suisse, détaille l'importance de cet instrument: "Ce succès s'explique par le travail réalisé par de nombreuses personnes durant toute une décennie (Une décennie est égale à dix ans. Le terme dérive des mots latins de decem « dix » et annus « année.). ESPRESSO n'est pas le simple fruit (En botanique, le fruit est l'organe végétal protégeant la graine. Caractéristique des Angiospermes, il succède à la fleur par...) de l'évolution d'instruments antérieurs tel HARPS ; ses gains en résolution et en précision témoignent d'une véritable mutation technologique. En outre, à la différence des instruments précédents, ESPRESSO est en mesure d'exploiter la pleine puissance (Le mot puissance est employé dans plusieurs domaines avec une signification particulière :) collectrice du VLT - l'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une multitude qui peut être comprise comme un tout »,...) des quatre unités du VLT simultanément afin de simuler un télescope de 16 mètres de diamètre (Dans un cercle ou une sphère, le diamètre est un segment de droite passant par le centre et limité par les points du cercle ou de la sphère. Le diamètre est aussi...). ESPRESSO demeurera sans égal durant plus d'une décennie - désormais, je suis impatient de détecter notre première 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 maintienne en équilibre hydrostatique,...) rocheuse !"

ESPRESSO est capable de détecter d'infimes variations dans le spectre d'étoiles hôtes. Cette méthode de détermination de la vitesse (On distingue :) radiale est efficace. Elle consiste en la détection de la faible oscillation (Une oscillation est un mouvement ou une fluctuation périodique. Les oscillations sont soit à amplitude constante soit amorties. Elles répondent aux mêmes équations quel que soit le domaine.) 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.) générée par l'attraction gravitationnelle d'une planète en 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 genre Accipiter, soit constituent les 5 genres Erythrotriorchis,...) de son étoile hôte. Cette oscillation est d'autant plus faible que la 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...) de la planète est petite. Afin de détecter des exoplanètes rocheuses susceptibles d'abriter la vie (La vie est le nom donné :), l'instrument doit être doté d'une précision remarquable. Grâce à cette méthode, ESPRESSO sera en mesure de détecter certaines des planètes les moins massives connues à ce jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son début...) (2).

Les tests effectués portaient entre autre sur l'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...) d'étoiles et de systèmes planétaires connus. Diverses comparaisons avec des données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) acquises par HARPS ont montré qu'ESPRESSO était capable d'obtenir des données de semblable qualité au moyen d'un temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) d'exposition considérablement réduit.

Le chercheur intrumentaliste Gaspare Lo Curto (ESO) exprime toute sa satisfaction: "Le degré (Le mot degré a plusieurs significations, il est notamment employé dans les domaines suivants :) d'achèvement d'ESPRESSO constitue une véritable réussite rendue possible par les contributions d'un consortium international et de nombreuses équipes de l'ESO: ingénieurs, astronomes et personnels administratifs". Leur rôle ne s'est pas limité à la simple installation du spectrographe. Il a également fallu installer le système optique (L'optique est la branche de la physique qui traite de la lumière, du rayonnement électromagnétique et de ses relations avec la vision.), chargé de collecter la lumière issue des quatre télescopes du VLT.

Le principal objectif d'ESPRESSO est de porter la recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances...) d'exoplanètes à un niveau supérieur, en détectant et caractérisant des planètes moins massives ainsi que leurs atmosphères. D'autres applications sont cependant envisagées: ESPRESSO constituera ainsi 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...) de test le plus puissant de l'évolution des constantes physiques de la nature depuis les débuts de l'Univers (L'Univers est l'ensemble de tout ce qui existe et les lois qui le régissent.). Certaines théories de physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans un sens...) fondamentale (En musique, le mot fondamentale peut renvoyer à plusieurs sens.) prévoient en effet la survenue d'infimes changements qu'aucune observation n'a toutefois véritablement corroborés à ce jour.

Lorsque l'Extremely Large Telescope de l'ESO sera mis en service, l'instrument HIRES, actuellement en cours d'étude, devrait être en mesure de détecter des exoplanètes de dimensions encore inférieures - voisines de celles de 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...) en l'occurrence - au moyen de la méthode des vitesses radiales.

Notes

(1) ESPRESSO fut conçu et réalisé par un consortium constitué de l'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...) de l'Université de Genève et de l'Université de Berne en Suisse, de l'Observatoire Astronomique de Trieste-INAF et de l'Observatoire Astronomique de Brera-INAF en Italie, 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.) d'Astrophysique (L’astrophysique (du grec astro = astre et physiqui = physique) est une branche interdisciplinaire de l'astronomie qui concerne principalement la...) des Canaries en Espagne, de l'Institut d'Astrophysique et des Sciences de l'Espace des Universités de Porto et de Lisbonne au Portugal, et de l'ESO. Les principaux instigateurs sont Francesco Pepe (Université de Genève, Suisse), Stefano Cristani (INAF - Observatoire Astronomique de Trieste, Italie), Rafael Rebolo (IAC, Ténérife, Espagne) et Nuno Santos (Institut d'Astrophysique et des Sciences de l'Espace, Université de Porto, Portugal).

(2) La méthode des vitesses radiales permet aux astronomes de déterminer la masse ainsi que l'orbite de la planète. Combinée à d'autres méthodes telle celle des transits, de plus amples informations peuvent être obtenues - les dimensions et la densité (La densité ou densité relative d'un corps est le rapport de sa masse volumique à la masse volumique d'un corps pris comme référence. Le corps de référence est l'eau pure à...) de l'exoplanète (Une exoplanète, ou planète extrasolaire, est une planète orbitant autour d'une étoile autre que le Soleil. La plupart des exoplanètes découvertes...), par exemple. Le Next-Generation Transit Survey (NGTS) installé à l'Observatoire de Paranal de l'ESO est un chasseur d'exoplanètes combinant les deux méthodes.


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Source: ESO
 
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