HARPS découvre 50 nouvelles exoplanètes

Publié par Adrien le 13/09/2011 à 00:10
Source: ESO
Une équipe d'astronomes observant avec HARPS, l'instrument de l'ESO leader mondial des "chasseurs de planètes", annonce aujourd'hui une moisson riche de plus de 50 nouvelles exoplanètes, incluant 16 super-Terres, dont l'une est en orbite (En mécanique céleste, une orbite est la trajectoire que dessine dans l'espace un corps...) à la lisière de la zone habitable (En astronomie, une zone habitable (ZH) est une région de l'espace où les conditions sont...) de son étoile (Une étoile est un objet céleste émettant de la lumière de façon autonome, semblable à une...). En étudiant les propriétés de toutes les planètes découvertes avec HARPS jusqu'à présent, l'équipe à mis en évidence qu'environ 40% des étoiles semblables au Soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile...) ont au moins une planète (Une planète est un corps céleste orbitant autour du Soleil ou d'une autre étoile de...) plus légère que Saturne.


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Le spectrographe HARPS du télescope (Un télescope, (du grec tele signifiant « loin » et skopein signifiant...) de 3,6 mètres à l'Observatoire de l'ESO à La Silla au Chili est le découvreur de planète qui a le plus de succès au monde (Le mot monde peut désigner :) (1). L'équipe de HARPS, dirigée par Michel Mayor (Michel Mayor (12 janvier 1942 dans le canton de Vaud, Suisse) est un astrophysicien...) (Université de Genève, Suisse), a annoncé aujourd'hui la découverte de plus de 50 nouvelles exoplanètes en orbite autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne...) d'étoiles proches, incluant seize super-Terres (2). C'est le plus grand nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre...) de planètes de ce type jamais annoncé d'un seul coup (3). Les nouveaux résultats sont présentés à une conférence sur les Systèmes Solaire Extrêmes dans le Wyoming (Etats-Unis), où 350 experts en exoplanètes sont réunis.

" La moisson de découvertes avec HARPS va au-delà de toute attente et comprend une population exceptionnellement riche de planètes de type super-Terre (Une super-Terre est une planète extrasolaire plus massive que la Terre, mais...) et de type Neptune,  autour d'étoiles très semblables à notre Soleil. Et encore mieux, les nouveaux résultats montrent que le rythme des découvertes s'accélère, " explique Michel Mayor.

Depuis qu'HARPS a commencé à être utilisé pour observer les étoiles semblables au Soleil par la méthode des vitesses radiales, il y a huit ans, il a permis de découvrir plus de 150 nouvelles planètes. Environ les deux tiers de toutes les exoplanètes connues, dont la masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un...) est inférieure à celle de Neptune (4), ont été découverts par HARPS. Ces résultats exceptionnels sont le fruit (En botanique, le fruit est l'organe végétal protégeant la graine....) de plusieurs centaines de nuits d'observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les...) avec HARPS (5).

En travaillant avec les observations effectuées avec HARPS de 376 étoiles semblables au Soleil, les astronomes ont maintenant considérablement amélioré l'estimation de la probabilité (La probabilité (du latin probabilitas) est une évaluation du caractère probable d'un...) qu'une étoile comme le Soleil héberge des planètes de faible masse (par opposition aux planètes géantes gazeuses). Ils trouvent qu'environ 40% de ces étoiles ont au moins une planète moins massive (Le mot massif peut être employé comme :) que Saturne. La majorité des exoplanètes de la masse de Neptune ou moins semble être dans des systèmes à plusieurs planètes.

Avec des mises à niveau en cours, à la fois pour le matériel et les logiciels, HARPS est amené à un niveau supérieur de stabilité et de sensibilité pour la recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue...) de planètes rocheuses qui pourraient abriter la vie (La vie est le nom donné :). Dix étoiles proches similaires au Soleil ont été sélectionnées pour un nouveau relevé systématique (En sciences de la vie et en histoire naturelle, la systématique est la science qui a pour...). Ces étoiles avaient déjà été observées par HARPS et sont connues pour être adaptées à des mesures extrêmement précises de vitesses radiales. Après deux ans de travail, l'équipe d'astronomes a découvert cinq nouvelles planètes avec des masses de moins de cinq fois celle de la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance...).

" Ces planètes seront parmi les meilleures cibles pour les futurs (Futurs est une collection de science-fiction des Éditions de l'Aurore.) télescopes spatiaux pour rechercher des signes de vie dans l'atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :) de la planète en cherchant des signatures chimiques révélant la présence d'oxygène (L’oxygène est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de...)", explique Francesco Pepe (Observatoire de Genève, Suisse), l'auteur principal d'un des récents articles.

Une des nouvelles planètes récemment annoncées, HD 85512 b, est estimée à seulement 3,6 fois la masse de la Terre (La masse de la Terre (M) est estimée à 5,9736×1024 kg. Elle est obtenue à...) (6) et est située en bordure de la zone habitable - une zone étroite autour d'une étoile où l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les...) peut être présente sous forme liquide (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est...), si les conditions sont réunies (7).

" C'est la planète la moins massive, découverte et confirmée par la méthode des vitesses radiales qui se trouve potentiellement dans la zone habitable de son étoile, et la seconde ( Seconde est le féminin de l'adjectif second, qui vient immédiatement après le premier ou qui...) planète de faible masse découverte par HARPS à l'intérieur de la zone habitable, " ajoute Lisa Kaltenegger (Institut Max Planck (Max Planck (né Max Karl Ernst Ludwig Planck le 23 avril 1858 à Kiel, Allemagne...) pour l'astronomie (L’astronomie est la science de l’observation des astres, cherchant à expliquer...), Heidelberg (Heidelberg est une ville d'Allemagne située dans la vallée du Neckar, au nord-ouest du...), Allemagne et Harvard Smithsonian Center for Astrophysics, Boston, Etats-Unis), qui est une experte sur l'habitabilité des exoplanètes.

La précision croissante du nouveau relevé d'HARPS permet désormais la détection de planètes avec des masses inférieures à deux fois celle de la Terre. HARPS est maintenant si sensible qu'il peut détecter des amplitudes de vitesse (On distingue :) radiale sensiblement en dessous de 4 km/h (8)  - inférieur à la vitesse de marche (La marche (le pléonasme marche à pied est également souvent utilisé) est un...) d'un promeneur.

" HD 85512 b est loin de la limite de détection de HARPS et démontre la possibilité de découvrir d'autres super-Terres dans les zones habitables autour d'étoiles similaires au Soleil, " ajoute Michel Mayor.

Ces résultats confortent les astronomes dans  l'idée qu'ils sont proches de découvrir d'autres petites planètes rocheuses habitables autour étoiles semblables à notre Soleil. De nouveaux instruments sont prévus pour poursuivre cette quête. Il s'agit notamment d'une copie de HARPS qui va être installée sur le télescope national Galileo (Galileo est le nom du futur système de positionnement par satellites européen, en test depuis...) (Italie) dans les îles Canaries, qui fera des relevés systématiques d'étoiles dans le ciel (Le ciel est l'atmosphère de la Terre telle qu'elle est vue depuis le sol de la planète.) de l'hémisphère Nord (Le nord est un point cardinal, opposé au sud.), ainsi qu'un nouveau et plus puissant " chasseur de planètes " appelé ESPRESSO, qui sera installé sur le VLT de l'ESO en 2016 (9). Dans un avenir plus lointain, l'instrument CODEX sur le télescope extrêmement grand européen (E-ELT) va pousser cette technique à un niveau supérieur.

" Dans les dix à vingt prochaines années nous devrions avoir la première liste des planètes potentiellement habitables dans le voisinage (La notion de voisinage correspond à une approche axiomatique équivalente à celle de la...) du Soleil. Faire une telle liste est indispensable avant que de futures expériences puissent rechercher d'éventuelles signatures spectroscopiques de la vie dans les atmosphères d'exoplanètes ", conclut Michel Mayor, qui a découvert la toute première exoplanète (Une exoplanète, ou planète extrasolaire, est une planète orbitant autour d'une...) autour d'une étoile normale en 1995.

Notes

(1) HARPS mesure la vitesse radiale d'une étoile avec une précision extraordinaire. Une planète en orbite autour d'une étoile entraîne des mouvements réguliers et périodiques de celle-ci qui s'approche et s'éloigne d'un observateur situé sur Terre. A cause de l'effet Doppler, ce changement de vitesse radiale induit (L'induit est un organe généralement électromagnétique utilisé en électrotechnique chargé de...) un décalage du spectre de l'étoile vers des longueurs d'onde (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation...) plus grandes (appelé redshift en anglais) lors de l'éloignement et un décalage vers le bleu (Bleu (de l'ancien haut-allemand « blao » = brillant) est une des trois couleurs...) (vers les courtes longueurs d'onde, appelé blueshift en anglais) lors de l'approche. Ce changement infime dans la signature spectrale de l'étoile peut être mesuré avec un spectrographe de haute précision tel que HARPS et utilisé afin de déduire la présence d'une planète.

(2) Les planètes dont la masse est comprise entre une et dix fois celle de la Terre sont appelées des super-Terres. Il n'y a pas de telles planètes dans notre Système Solaire (Le système solaire est un système planétaire composé d'une étoile, le...), mais elles semblent très courantes autour d'autres étoiles. Les découvertes de telles planètes dans les zones habitables autour de leurs étoiles sont extrêmement intéressantes parce que - si les planètes sont rocheuses et ont de l'eau, comme la Terre- elles pourraient abriter de la vie.

(3) Actuellement, le nombre d'exoplanètes est de près de 600. En plus des exoplanètes trouvées en utilisant la méthode des vitesses radiales, plus de 1200 candidats exoplanètes ont été trouvés par la mission Kepler de la NASA (La National Aeronautics and Space Administration (« Administration nationale de...) en utilisant une méthode différente (En mathématiques, la différente est définie en théorie algébrique des...) - la recherche de la légère baisse de luminosité (La luminosité désigne la caractéristique de ce qui émet ou réfléchit...) d'une étoile lorsqu'une planète lui passe devant (transit) et bloque une partie de sa lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil...). La majorité des planètes découvertes par la méthode des transits sont très éloignées de la Terre. En revanche, les planètes découvertes par HARPS sont situées autour d'étoiles proches du Soleil. Cela fait d'elles de meilleures cibles pour de nombreux types d'observations de suivi complémentaires.

(4) Neptune fait environ dix-sept fois la masse de la Terre.

(5) Cet énorme programme d'observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les...) est dirigé par Stéphane Udry (Observatoire de Genève, Suisse).

(6) En utilisant la méthode des vitesses radiales, les astronomes ne peuvent calculer qu'une masse minimale pour une planète, car le calcul de masse dépend aussi de l'inclinaison (En mécanique céleste, l'inclinaison est un élément orbital d'un corps en orbite autour d'un...) du plan orbital par rapport à la ligne de visée, qui reste inconnue. D'un point (Graphie) de vue (La vue est le sens qui permet d'observer et d'analyser l'environnement par la réception et...) statistique (Une statistique est, au premier abord, un nombre calculé à propos d'un échantillon....), cette masse minimale est cependant souvent proche de la masse réelle de la planète.

(7) Jusqu'à présent, HARPS a trouvé deux super-Terres qui peuvent se trouver dans la zone habitable. La première, Gliese 581 (Gliese 581 est une étoile naine rouge située dans la constellation de la Balance à...) d, a été découverte en 2007 (eso0722). HARPS a également été récemment utilisé pour démontrer que l'autre candidat super-Terre dans la zone habitable autour de l'étoile Gliese 581 (Gliese 581 g) n'existe pas.

(8) Avec un grand nombre de mesures, la sensibilité de détection de HARPS est proche de 100% pour les super-Terres d'une masse d'au moins dix fois celle de la Terre avec des périodes orbitales allant jusqu'à une année (Une année est une unité de temps exprimant la durée entre deux occurrences d'un évènement lié...), et même si l'on considère des planètes d'une masse de trois fois celle de la Terre avec une orbite d'une année, la probabilité de détection reste proche de 20%.

(9) ESPRESSO (Echelle SPectrograph for Rocky Exoplanet and Stable Spectroscopic Observations), le spectrographe échelle pour des exoplanètes rocheuses et des observations spectroscopiques stables, doit être installé sur le VLT de l'ESO. Actuellement en phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et...) d'étude de conception préliminaire, il est prévu qu'il commence à fonctionner en 2016. ESPRESSO atteindra une précision de vitesse radiale meilleure que 0,35 km/h. En comparaison, la Terre génère une vitesse radiale de 0,32 km/h sur le Soleil. Cette résolution devrait ainsi permettre à ESPRESSO de découvrir des planètes de masse proche de celle de la Terre dans la zone habitable des étoiles de faible masse.
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