Première lumière pour SPECULOOS

Le projet SPECULOOS a effectué ses toutes premières observations depuis l'Observatoire de Paranal de l'ESO implanté au nord du Chili. SPECULOOS se consacrera à la détection de planètes de taille voisine de celle de la Terre en orbite autour d'étoiles ultra-froides et de naines brunes.


Le SPECULOOS Southern Observatory (SSO) a été installé avec succès à l'Observatoire de Paranal. Il vient d'acquérir sa première lumière - en d'autres termes, ses premières images étalonnées et calibrées. Lorsque cette phase de mise en service sera achevée, ce nouveau réseau de chasseurs d'exoplanètes débutera ses opérations scientifiques - en janvier 2019.

SSO constitue le coeur d'un nouveau projet de détection d'exoplanètes baptisé " Search for habitable Planets EClipsing ULtra-cOOl Stars” (SPECULOOS) (1). Ce projet repose sur un ensemble de quatre télescopes équipés de miroirs primaires d'un mètre de diamètre. Les télescopes, baptisés Io, Europa, Ganymede et Callisto en référence aux quatre lunes galiléennes de Jupiter, bénéficieront d'excellentes conditions d'observation depuis le site de Paranal, qui abrite également le fleuron de l'ESO, le Very Large Telescope (VLT). Doté d'un ciel sombre ainsi que d'un climat aride et stable, Paranal constitue un site presque idéal pour l'astronomie.

Ces télescopes sont chargés d'une mission essentielle - SPECULOOS a pour objet de rechercher des planètes habitables de type Terre autour d'étoiles ultra-froides ou de naines brunes, dont les populations planétaires demeurent pour la plupart inexplorées à ce jour. Seules quelques exoplanètes ont été découvertes en orbite autour de ces étoiles. Un nombre de planètes encore inférieur occupe la zone habitable de leur étoile hôte. Ces étoiles de faible luminosité, donc difficiles à observer, sont pourtant nombreuses - elles représentent en effet quelque 15% des étoiles de l'Univers proche. SPECULOOS est conçu pour observer 1000 étoiles de ce type, y compris les plus proches, les plus brillantes et les plus petites, et découvrir des planètes habitables de type Terre.

“SPECULOOS nous offre l'unique et incroyable possibilité de détecter des planètes de type Terre éclipsant certaines des étoiles les plus petites et les plus froides situées en périphérie de notre Système Solaire”, précise Michaël Gillon de l'Université de Liège, principal instigateur du projet SPECULOOS. “Il s'agit là d'une rare opportunité de découvrir ces mondes proches dans le détail.”

SPECULOOS détectera les exoplanètes au moyen de la méthode des transits (2). En cela, il s'inscrit dans la continuité du télescope TRAPPIST-South, un prototype opérant depuis l'Observatoire de La Silla de l'ESO. Ce télescope, opérationnel depuis 2011, a détecté le célèbre système planétaire TRAPPIST-1. Lorsqu'une planète passe devant son étoile hôte, elle masque une partie de la lumière stellaire - ce qui se traduit généralement par la survenue d'une petite éclipse partielle, et donc la diminution de luminosité de l'étoile - une variation faible mais détectable. Les exoplanètes en orbite autour d'étoiles de plus petites dimensions masquent une plus grande partie de la lumière stellaire au cours d'un transit, ce qui rend ces éclipses périodiques beaucoup plus faciles à détecter que celles associées à des étoiles de dimensions plus étendues.  

A ce jour, seule une petite fraction d'exoplanètes détectées au moyen de cette méthode arbore une taille inférieure ou égale à celle de la Terre. Les faibles dimensions des étoiles cibles de SPECULOOS, combinées à la sensibilité élevée de ses télescopes, permet la détection de planètes de type Terre situées au sein de la zone habitable de leur étoile. Ces planètes feront l'objet d'observations de suivi au moyen de grandes installations situées au sol ou dans l'espace.

“Les télescopes sont équipés de caméras dotées d'une sensibilité élevée dans le proche infrarouge” précise Laeticia Delrez du Laboratoire Cavendish, Cambridge, co-instigatrice de l'équipe SPECULOOS. “Ce rayonnement se situe au-delà des limites de perception par l'oeil humain. SPECULOOS ciblera l'émission en provenance des étoiles de faible luminosité.”

Les télescopes et leurs montures aux couleurs vives ont été construits par la société allemande ASTELCO et sont surmontés de dômes conçus par l'industriel italien Gambato. Le projet bénificiera du soutien des deux télescopes TRAPPIST de 60 centimètres de diamètre, opérant l'un depuis l'Observatoire La Silla de l'ESO, l'autre depuis le Maroc (3). A l'avenir, le projet incluera également les SPECULOOS Northern Observatory et SAINT-Ex, actuellement en construction à Tenerife en Espagne et San Pedro Martir au Mexique.

Il est également possible d'envisager une collaboration future avec l'Extremely Large Telescope (ELT), le prochain fleuron de l'ESO, un télescope actuellement en cours de construction au sommet du Cerros Armazones. L'ELT sera capable d'observer des planètes détectées par SPECULOOS dans des détails sans précédent - peut-être même d'analyser leurs atmosphères.

“Ces nouveaux télescopes nous permettront d'étudier des mondes proches, semblables à la Terre, en des détails beaucoup plus fins qu'imaginés voici une dizaine d'années” conclut Michaël Gilon. “Cette époque est très excitante pour la science exoplanétaire.”

Notes:

(1) Speculoos, ou speculaas, est un délicieux biscuit épicé traditionnellement fabriqué en Belgique et d'autres pays pour la Saint Nicolas, le 6 décembre. Cette appellation, avec ses connotations douces, reflète l'origine belge du projet SPECULOOS. Le projet TRAPPIST dispose également d'une origine belge - il tire son appellation des bières  Trappist, pour la plupart brassées en Belgique.

(2) La méthode des transits constitue l'une des méthodes de détection des exoplanètes. Un certain nombre d'instruments, parmi lesquels figure le chasseur d'exoplanètes HARPS de l'ESO à l'Observatoire La Silla, utilise la méthode des vitesses radiales pour détecter des exoplanètes. Cette dernière méthode repose sur la mesure des variations de vitesse de l'étoile causées par la présence d'une exoplanète en orbite.

(3) Le projet a également reçu le soutien financier de Conseil Européen de la Recherche das le cadre du 7ème Programme de l'Union Européenne (FP7/2007-2013) / Financement ERC labellisé 336480.