Détecter facilement des planètes aux longues révolutions
Publié par Redbran le 20/07/2018 à 12:00
Source: Université de Genève (UNIGE)
Les techniques actuelles permettent de détecter uniquement des exoplanètes à courtes périodes de révolution. Celle mise au point par des chercheurs de l'UNIGE peut en quelques mois trouver des planètes avec des périodes de révolution de plusieurs années.


Données de la courbe (En géométrie, le mot courbe, ou ligne courbe désigne certains sous-ensembles du plan, de l'espace usuels. Par exemple, les droites, les segments, les lignes polygonales et les cercles sont...) 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 380nm (violet) à 780nm (rouge). La lumière est intimement liée à...) de l'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.) EPIC248847494, où l'on distingue parfaitement le transit de 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 hydrostatique, c'est-à-dire sous...) (en haut à droite). © UNIGE

Pour découvrir et s'assurer de la présence 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...) d'une autre étoile que le 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...), les astronomes attendent que celle-ci ait accompli trois révolutions. Cette technique, très efficace, a toutefois ses inconvénients puisqu'elle ne permet de confirmer que la présence de planètes aux périodes de révolution relativement courtes (de quelques jours (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...) à quelques mois). Pour pallier cet obstacle, une équipe d'astronomes dirigée par 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)....) de Genève (UNIGE) vient de mettre au point (Graphie) une méthode qui permet de s'assurer de la présence d'une planète en quelques mois (Le mois (Du lat. mensis «mois», et anciennement au plur. «menstrues») est une période de temps arbitraire.), même si celle-ci met 10 ans pour faire le tour de son étoile. Une technique à découvrir dans la revue Astronomy&Astrophysics.

La découverte d'exoplanètes se fait dans plus de 99% des cas par des méthodes indirectes, soit celle des vitesses radiales, soit celle des transits. La méthode des transits, qui consiste à repérer une baisse de luminosité (La luminosité désigne la caractéristique de ce qui émet ou réfléchit la lumière.) de l'étoile hôte lors du passage de la planète devant elle, souffre cependant d'une limitation. Puisqu'il faut attendre au moins trois passages devant l'étoile pour confirmer l'existence d'une planète, elle ne permet pour le moment que de repérer des planètes à assez courtes période de révolution (La période de révolution, est le temps mis par un astre pour accomplir sa trajectoire, ou révolution, autour d’un autre astre. Comme une planète autour du Soleil, ou un satellite autour d’une...), typiquement de quelques jours à quelques mois. Il faudrait effectivement attendre plus de 30 ans pour détecter à coup sûr une planète comme Jupiter (qui prend 11 ans pour faire le tour du Soleil).

Pour surmonter cet obstacle, une équipe d'astronomes dirigée par Helen Giles, chercheuse au Département d'astronomie (L’astronomie est la science de l’observation des astres, cherchant à expliquer leur origine, leur évolution, leurs propriétés physiques et...) de la Faculté des sciences de l'UNIGE et membre du PRN PlanetS, a mis au point une méthode originale. En analysant les données du satellite (Satellite peut faire référence à :) Kepler, elle s'est rendue compte que certaines étoiles montraient une baisse de luminosité temporaire significative, signature d'un possible transit, ou en d'autres termes d'un passage d'une planète devant l'étoile en question. "Il a quand même fallu analyser à l'œil des centaines de courbes de lumière pour en choisir une où le transit se distinguait sans équivoque", explique l'astronome (Un astronome est un scientifique spécialisé dans l'étude de l'astronomie.).

Helen Giles s'est alors intéressée à l'étoile EPIC248847494, une sous-géante située à 1500 années-lumière 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...). L'astronome genevoise a dans un premier temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) consulté les données du satellite Gaïa pour connaître le 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...) et la distance de l'étoile. Sachant que sa baisse de luminosité indique un transit de 53 heures (L'heure est une unité de mesure  :), elle détecte une planète située à 4.5 fois la distance Terre-Soleil et mettant, par conséquent, à peu près 10 ans pour en faire le tour. La question qui lui restait encore à résoudre était de savoir s'il s'agissait bien d'une planète et non d'une étoile. C'est le télescope (Un télescope, (du grec tele signifiant « loin » et skopein signifiant « regarder, voir »), est un instrument d'optique permettant d'augmenter la luminosité ainsi que la...) Euler de l'UNIGE au Chili qui allait lui donner la réponse. En effet, en mesurant la vitesse (On distingue :) radiale de l'étoile, qui permet de déduire 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...) de la planète, elle a pu montrer que la masse de l'objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans un espace à trois dimensions, qui a une fonction précise, et qui peut être désigné par une étiquette verbale. Il est défini par...) est inférieure à 13 fois celle de Jupiter, soit largement inférieure à la masse minimum d'une étoile qui est de 80 fois supérieure à celle de Jupiter.

"Cette technique pourrait donc être utilisée pour chasser des planètes Terre habitables", s'enthousiasme Helen Giles. "On a déjà trouvé des Terres, mais autour d'étoiles naines rouges dont on ne connaît pas exactement le rayonnement (Le rayonnement, synonyme de radiation en physique, désigne le processus d'émission ou de transmission d'énergie impliquant une particule porteuse.) et ses conséquences sur la vie (La vie est le nom donné :)". Avec sa méthode, il ne sera plus nécessaire d'attendre des années pour savoir si le transit détecté est bien dû à la présence d'une planète. "On pourrait même voir si la planète possède une ou plusieurs lunes, à l'image de notre Jupiter", conclut la chercheuse.

Contact scientifique:
- Helen Giles
Assistante au Département d'astronomie - Faculté des sciences

Référence publication:
Cette 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 métonymique, la recherche scientifique...) est publiée dans
Astronomy & Astrophysics
DOI: arXiv:1806.08757
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