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Posté par Adrien le Mardi 03/07/2018 à 00:00
Première image confirmée d'une protoplanète acquise par le VLT de l'ESO
SPHERE, un instrument chasseur d'exoplanètes installé sur le Very Large Telescope de l'ESO, a capturé la toute première image confirmée d'une protoplanète en formation dans le disque de poussière d'une jeune étoile. La jeune planète trace (TRACE est un télescope spatial de la NASA conçu pour étudier la connexion entre le champ magnétique à petite échelle du Soleil et la...) un chemin au travers du 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.) primordial 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 propre ni de volume propre : un gaz...) et de poussière qui entoure la très jeune 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.) baptisée PDS 70. Les 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.) obtenues suggèrent que la 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...) est dotée d'une atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :) nuageuse.


Des astronomes pilotés par un groupe 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...) Max Planck dédié à l'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 pas être confondue avec la...) à 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 Heidelbeere qui veut dire myrtille en...) en Allemagne, ont capturé une spectaculaire image de la formation d'une planète 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...) de la jeune étoile naine PDS 70. Grâce à l'instrument SPHERE qui équipe le Very Large Telescope (VLT) de l'ESO ? l'un des chasseurs d'exoplanètes les plus performants à l'heure (L'heure est une unité de mesure  :) actuelle ? l'équipe internationale a effectué la toute première détection robuste d'une jeune planète baptisée PDS 70b, creusant un sillon dans le disque de matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont l'état solide, l'état...) entourant la jeune étoile (1).

L'instrument SPHERE a par ailleurs permis à l'équipe de mesurer la brillance de la planète à différentes 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...), ce qui a conduit à la détermination des propriétés de son atmosphère.

La planète se détache nettement des nouvelles observations. Elle apparaît sous la forme d'un point (Graphie) brillant situé à droite de la zone centrale et sombre de l'image. Elle se situe à quelque trois 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 1/299 792 458 seconde.) de l'étoile centrale, ce qui équivaut à la distance séparant Uranus 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...). L'analyse montre que PDS 70b est une 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...) dotée 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 (la masse grave). Ces...) supérieure à plusieurs fois la masse de Jupiter. La température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie courante, elle est...) de surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est...) de la planète avoisine les 1000 degrés Celsius, ce qui est largement supérieur à celle de toute planète de notre 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...).

La région sombre au centre de l'image témoigne de l'utilisation d'un coronographe, ou masque qui bloque 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)...) aveuglante en provenance de l'étoile centrale et permet aux astronomes de détecter le disque de luminosité (La luminosité désigne la caractéristique de ce qui émet ou réfléchit la lumière.) moindre ainsi que son compagnon planétaire (Un planétaire désigne un ensemble mécanique mobile, figurant le système solaire (le Soleil et ses planètes) en tout ou partie....). En l'absence de ce masque, la faible lueur issue de la planète se trouverait noyée dans l'intense luminosité de PDS 70.

?Ces disques qui encerclent les jeunes étoiles constituent de véritables cocons planétaires. A 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...) toutefois, seule une poignée d'observations ont conduit à la détection de protoplanètes en leur sein (Le sein (du latin sinus, « courbure, sinuosité, pli ») ou la poitrine dans son ensemble, constitue la région ventrale supérieure du torse d'un animal, et en...)? précise Miriam Keppler, qui dirige l'équipe à l'origine de la découverte de la protoplanète (Une protoplanète est un agrégat de matière important qui va donner naissance à une planète après plusieurs millions d'années d'évolution.) PDS 70. ?Jusqu'à présent, la plupart de ces planètes candidates pouvaient n'être que des artefacts du disque.?

La découverte du jeune compagnon de PDS 70 constitue un résultat 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...) d'importance qui mérite déjà d'être approfondi. Ces derniers mois (Le mois (Du lat. mensis «mois», et anciennement au plur. «menstrues») est une période de temps arbitraire.), une 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 seconde d'arc est une mesure d'angle plan. ...) équipe impliquant de nombreux astronomes ayant contribué à la découverte, y compris Keppler, a étudié le jeune compagnon planétaire de PDS 70 dans le détail. Elle a acquis cette spectaculaire image de la planète, et obtenu un spectre de la planète. L'analyse de ce spectre conduit à penser que son atmosphère est nuageuse.

Le compagnon planétaire de PDS 70 a sculpté un disque de transition ? un disque protoplanétaire (Les étoiles se forment à partir d'un nuage de gaz et de poussières dont la partie centrale s'effondre sur elle-même. Puis, à l'intérieur de la nébuleuse...) percé en son centre. Ces trous internes sont connus depuis des décennies et attribués aux interactions entre disque et planète. Il est désormais possible d'observer la planète.

?Les résultats de Keppler ouvrent une nouvelle fenêtre (En architecture et construction, une fenêtre est une baie, une ouverture dans un mur ou un pan incliné de toiture, avec ou sans vitres.) de compréhension sur les premières étapes de l'évolution planétaire? ajoute André Müller, chef de la seconde équipe chargée d'étudier la jeune planète. ?Il nous était nécessaire d'observer une planète dans le disque d'une jeune étoile pour réellement comprendre les processus à l'origine de la formation planétaire?. La détermination des propriétés physiques et atmosphériques de la planète permet aux astronomes de tester les modèles théoriques de la formation planétaire.

Cet aperçu de la naissance d'une planète enveloppée de poussière résulte des impressionnantes capacités technologiques de l'instrument SPHERE de l'ESO, dédié à l'étude des exoplanètes et des disques qui entourent des étoiles proches au moyen d'une technique d'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...) à contraste élevé ? un défi de taille. Bien qu'il bloque la lumière en provenance d'une étoile avec un coronographe, SPHERE doit utiliser d'intelligentes stratégies 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 procuré explique la très grande participation des...) et des techniques de traitement de données (En informatique, le terme traitement de données renvoie à une série de processus qui permettent d'extraire de l'information ou de produire du savoir à partir de données...) pour filtrer le faible 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 nuit des...) lumineux émis par les compagnons planétaires autour des jeunes étoiles brillantes (2) à différentes longueurs d'onde et à diverses époques.

Thomas Henning, directeur de l'Institut Max Planck dédié à l'Astronomie et chef de l'équipe, résume ainsi l'aventure scientifique: ?Après plus d'une dizaine d'années consacrées à la fabrication de cet instrument high-tech, SPHERE récolte une moisson de données et découvre des protoplanètes !?

Notes

(1) Les images du disque et de la planète d'une part, le spectre de la planète d'autre part, ont été acquis durant deux campagnes 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 procuré explique la très...) baptisées SHINE (SpHere INfrared survey for Exoplanets) et (sphere survey for circumstellar DISK). SHINE a pour objectif de photographier 600 étoiles jeunes et peu lointaines dans 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...) grâce à la haute résolution angulaire et contrastée de SPHERE, dans le but de découvrir et de caractériser de nouvelles exoplanètes et donc de nouveaux systèmes planétaires. DISK explore les jeunes systèmes planétaires connus ainsi que leurs disques circumstellaires dans le but d'étudier les conditions initiales de la formation planétaire ainsi que l'évolution des architectures (Architectures est une série documentaire proposée par Frédéric Campain et Richard Copans, diffusé sur Arte depuis 1995.) planétaires.

(2) Afin d'extraire le faible signal planétaire, les astronomes utilisent une méthode complexe basée sur la rotation 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...). Dans ce cadre, SPHERE acquiert en continu des images de l'étoile sur plusieurs heures, tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) en maintenant l'instrument aussi stable que possible. En conséquence, la planète semble lentement tourner, sa position sur l'image se déplaçant par rapport au halo 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...). Des algorithmes numériques sophistiqués permettent de combiner les images individuelles, de sorte que l'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble),...) des zones fixes de l'image, tel le signal de l'étoile, se trouve filtré. Ne subsistent ainsi que les zones de l'image caractérisées par un déplacement ( En géométrie, un déplacement est une similitude qui conserve les distances et les angles orientés. En psychanalyse, le déplacement est mécanisme de défense déplaçant la valeur, et finalement le sens En architecture navale, le...) apparent ? rendant la planète visible.


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Source: ESO
 
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