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Posté par Adrien le Jeudi 25/01/2018 à 00:00
Première lumière pour le chasseur d'exoplanètes ExTrA à l'Observatoire de La Silla
Un nouvel instrument a effectué avec succès ses premières observations du ciel depuis l'Observatoire de La Silla de l'ESO. Les télescopes ExTrA sont dédiés à la recherche ainsi qu'à l'étude des exoplanètes de type Terre en orbite autour de naines rouges proches. Le design (Le design (la stylique en français) est un domaine visant à la création d'objets, d'environnements ou d'œuvres graphiques, à la fois fonctionnels, esthétiques et conformes aux impératifs d'une...) novateur d'ExTrA permet d'atteindre une sensibilité plus élevée que celle caractérisant les études antérieures. Les astronomes disposent à présent d'un nouvel 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...) puissant pour détecter de potentiels mondes habitables.


L'instrument récemment installé à l'Observatoire de La Silla de l'ESO au nord (Le nord est un point cardinal, opposé au sud.) du Chili, " Exoplanètes en Transits et leurs Atmosphères (ExTrA) ", a effectué ses premières observations (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...) avec succès. ExTrA est conçu pour détecter la présence de planètes 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...) de naines rouges proches et étudier leurs propriétés. ExTrA est un projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et l’intégration d’une grande...) français financé par le Conseil Européen de la Recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances...) ainsi que l'Agence Nationale de la Recherche. Les télescopes seront télécommandés depuis Grenoble, France.

Pour détecter et étudier les exoplanètes, ExTrA utilise trois télescopes de 0,6 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...) 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 la longueur de ce segment. Pour...) (1). Ces derniers mesurent, à intervalles réguliers, la quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre d’objets ou d’une autre manière de dénommer la valeur d’une collection ou un groupe de choses.) de lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs...) en provenance de nombreuses étoiles de type naine rouge (En astronomie, les naines rouges sont les étoiles les moins massives ; en-deçà, ce sont les naines brunes, qui ne sont pas vraiment des étoiles.) et scrutent la moindre diminution de luminosité (La luminosité désigne la caractéristique de ce qui émet ou réfléchit la lumière.) pouvant résulter du passage - ou transit - d'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 maintienne en équilibre...) devant le 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.) 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...), l'obscurcissant légèrement.

"Parce que La Silla offre d'excellentes conditions atmosphériques, ce site a été retenu pour abriter l'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une multitude qui...) des trois télescopes" explique Xavier Bonfils (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...) et d'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 (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand organisme de recherche scientifique public...) - Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa...) Grenoble Alpes), le chef de projet (Un chef de projet, en informatique est la personne chargée de contrôler le bon déroulement du développement d'un logiciel informatique. Par extension,...) 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.). "La gamme de longueurs d'onde (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible des propriétés physiques locales. Elle transporte de l'énergie sans transporter de matière. Une onde transporte aussi de la...) que nous observons -  le proche infrarouge (Le rayonnement infrarouge (IR) est un rayonnement électromagnétique d'une longueur d'onde supérieure à celle de la lumière visible mais plus courte que celle des micro-ondes.) - est très facilement absorbée par l'atmosphère de la Terre (L'atmosphère terrestre est l'enveloppe gazeuse entourant la Terre solide. L'atmosphère sèche est constituée de 78,11 % d'azote, 20,953 % d'oxygène et de 0,934 % d'argon pour les gaz majeurs. Les gaz...). Nous devions donc disposer de conditions atmosphériques optimales: un air (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et incolore. Du fait de la diminution de la pression de l'air avec l'altitude, il est nécessaire de pressuriser les...) très sec et un ciel (Le ciel est l'atmosphère de la Terre telle qu'elle est vue depuis le sol de la planète.) parfaitement noir. La Silla répondait parfaitement à ces exigences."

La méthode des transits consiste à comparer la brillance de l'étoile étudiée avec celle d'autres étoiles de référence afin de détecter d'infimes variations de lumière. Depuis le sol, il est toutefois difficile d'effectuer des mesures suffisamment précises pour détecter de petites planètes de type 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...) (2). L'adoption d'une approche novatrice qui repose sur l'utilisation de 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...) relatives à la luminosité d'étoiles dans différents domaines de longueurs d'onde, permet cependant à ExTrA de pallier  certaines de ces limitations.

Les trois télescopes ExTrA collectent la lumière en provenance de l'étoile cible et de quatre étoiles de comparaison. Cette lumière est ensuite transmise par fibres (Une fibre est une formation élémentaire, végétale ou animale, d'aspect filamenteux, se présentant généralement sous forme de faisceaux.) optiques à un spectrographe multiobjets. Cette approche novatrice qui consiste en l'ajout d'informations spectroscopiques à la traditionnelle photométrie permet d'atténuer l'effet perturbateur de l'atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :) terrestre, ainsi que les effets générés par les instruments et les détecteurs - augmentant par là-même le degré (Le mot degré a plusieurs significations, il est notamment employé dans les domaines suivants :) de précision atteint.

Parce qu'une planète en transit bloquera une plus grande proportion de la lumière émise par une étoile de petites 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 épaisseur, ou bien son diamètre si c'est une pièce de révolution.), ExTrA se focalisera sur un type particulier de petites étoiles brillantes et proches que sont les naines de classe M, nombreuses dans la Voie Lactée (La Voie lactée (appelée aussi « notre galaxie », ou parfois simplement « la Galaxie », avec une majuscule) est le nom de la galaxie dans laquelle se situent le Système...). Ces étoiles sont censées abriter de nombreuses planètes de type Terre, ce qui en fait des cibles de choix pour les astronomes souhaitant découvrir et étudier de lointains mondes susceptibles d'abriter la vie (La vie est le nom donné :). Proxima Centauri (Proxima Centauri est l'étoile la plus proche du système solaire. Elle est aussi appelée Alpha Centauri C ou en français Proxima du Centaure. C'est une naine rouge de magnitude apparente 11, qui comme son nom l'indique est située dans...), l'étoile la plus proche du Soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile centrale du système solaire. Dans la classification astronomique, c'est une étoile de type...), est une naine de classe M autour de laquelle a été découverte une planète dont 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 contribution du corps...) avoisine celle de la Terre.

Découvrir ces exoTerres demeurées indétectées 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 (par rapport à minuit heure locale) et sa durée...) constitue l'un des deux principaux objectifs d'ExTrA. Le télescope (Un télescope, (du grec tele signifiant « loin » et skopein signifiant « regarder, voir »), est un instrument d'optique permettant d'augmenter la...) étudiera également dans le détail les planètes qu'il détectera, déterminera leurs propriétés ainsi que leur composition afin d'établir leur degré de similitude avec la Terre.

"En outre, ExTrA nous permettra d'aborder certaines questions fondamentales relatives aux planètes peuplant notre galaxie (Une galaxie est, en cosmologie, un assemblage d'étoiles, de gaz, de poussières et de matière noire et contenant parfois un trou noir supermassif en son centre.). Ainsi, nous espérons pouvoir évaluer la proportion de ce type de planètes, le comportement des systèmes multi-planétaires, ainsi que les types d'environnements propices à leur formation", précise Jose-Manuel Almenara, l'un des membres de l'équipe.

Xavier Bonfils est particulièrement enthousiaste pour l'avenir: "La mise en place de la nouvelle génération de télescopes, tel l'Extremely Large Telescope de l'ESO, nous permettra d'étudier les atmosphères des exoplanètes découvertes au moyen d'ExTrA et donc d'évaluer la probabilité (La probabilité (du latin probabilitas) est une évaluation du caractère probable d'un évènement. En mathématiques, l'étude des probabilités...) qu'elles abritent la vie telle que nous la connaissons. L'étude des exoplanètes fait désormais entrer la science (La science (latin scientia, « connaissance ») est, d'après le dictionnaire Le Robert, « Ce que l'on sait pour l'avoir appris, ce que l'on tient pour vrai au sens...) fiction dans l'univers (L'Univers est l'ensemble de tout ce qui existe et les lois qui le régissent.) de la science."

Notes

(1) Les télescopes et leurs montures ont été fournis par Astrosysteme Austria, les dômes proviennent de la société allemande ScopeDome, la caméra (Le terme caméra est issu du latin : chambre, pour chambre photographique. Il désigne un appareil de prise de vues animées, pour le cinéma, la télévision ou la...) infrarouge a été conçue par la société américaine Princeton Instruments, le réseau (Un réseau informatique est un ensemble d'équipements reliés entre eux pour échanger des informations. Par analogie avec un filet (un réseau est un « petit rets »,...) de détecteurs est issu de la société belge Xenics. D'autres informations concernant cette installation sont disponibles ici.

(2) Cette approche, baptisée photométrie différentielle, consiste à observer l'étoile cible ainsi que d'autres étoiles proches dans le ciel. En corrigeant des variations communes à l'ensemble des étoiles et générées par l'atmosphère perturbatrice de la Terre, des mesures plus précises peuvent être obtenues pour l'étoile cible. Toutefois, les baisses de luminosité générées par les planètes de dimensions semblables à celles de la Terre sont tellement infimes que l'adoption de cette technique est parfois insuffisante.


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Source: ESO