Première lumière pour SPECULOOS
Publié par Adrien le 06/12/2018 à 08:00
Source: ESO
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 (Southern est le nouveau nom de la concession ferroviaire, initialement exploitée par Connex South Central, desservant les lignes du sud de Londres, du...) Observatory (SSO) a été installé avec succès à l'Observatoire de Paranal. Il vient d'acquérir sa première lumière (L'expression première lumière désigne le moment où un télescope astronomique nouvellement installé reçoit et enregistre ses premiers photons venus du ciel. Les astronomes utilisent ce terme pour...) - en d'autres termes, ses premières images étalonnées et calibrées. Lorsque cette phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et principalement en physique :) de mise en service sera achevée, ce nouveau 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 chasseurs d'exoplanètes débutera ses opérations scientifiques - en janvier 2019.

SSO constitue le coeur d'un nouveau projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le...) de détection d'exoplanètes baptisé " Search for habitable Planets EClipsing ULtra-cOOl Stars” (SPECULOOS) (1). Ce projet repose sur un ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une multitude qui peut être comprise comme un tout »,...) de quatre télescopes équipés de miroirs primaires d'un 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,...) 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...). Les télescopes, baptisés Io, Europa, Ganymede et Callisto en référence aux quatre lunes galiléennes de Jupiter, bénéficieront d'excellentes conditions 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...) depuis le site de Paranal, qui abrite également le fleuron de l'ESO, le Very Large Telescope (VLT). Doté d'un ciel (Le ciel est l'atmosphère de la Terre telle qu'elle est vue depuis le sol de la planète.) sombre ainsi que d'un climat (Le climat correspond à la distribution statistique des conditions atmosphériques dans une région donnée pendant une période de temps donnée. Il se distingue de la...) aride et stable, Paranal constitue un site presque idéal (En mathématiques, un idéal est une structure algébrique définie dans un anneau. Les idéaux généralisent de façon féconde l'étude de la divisibilité pour les entiers. Il est ainsi...) pour 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...).

Ces télescopes sont chargés d'une mission essentielle - SPECULOOS a pour 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 les...) de rechercher des planètes habitables 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 grande et la plus...) 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 Erythrotriorchis, Kaupifalco,...) d'étoiles ultra-froides ou de naines brunes, dont les populations planétaires demeurent pour la plupart inexplorées 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)...). Seules quelques exoplanètes ont été découvertes en orbite (En mécanique céleste, une orbite est la trajectoire que dessine dans l'espace un corps autour d'un autre corps sous l'effet de la gravitation.) autour de ces étoiles. Un nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) de planètes encore inférieur occupe la zone habitable (En astronomie, une zone habitable (ZH) est une région de l'espace où les conditions sont favorables à l'apparition de la vie. Il y a deux types de régions qui peuvent être conjointement favorables, une au niveau d'un...) de leur 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...) hôte. Ces étoiles de faible luminosité (La luminosité désigne la caractéristique de ce qui émet ou réfléchit la lumière.), donc difficiles à observer, sont pourtant nombreuses - elles représentent en effet quelque 15% des étoiles de l'Univers (L'Univers est l'ensemble de tout ce qui existe et les lois qui le régissent.) 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 (Le mot périphérie vient du grec peripheria qui signifie circonférence. Plus généralement la périphérie désigne une limite éloignée d'un objet ou d'une chose.) de notre Système Solaire”, précise Michaël Gillon de 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...) 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 (En mathématiques, la continuité est une propriété topologique d'une fonction. En première approche, une fonction est continue si, à des...) du télescope (Un télescope, (du grec tele signifiant « loin » et skopein signifiant « regarder, voir »), est un...) 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 (Un système planétaire (parfois appelé abusivement système stellaire) est composé de planètes et divers corps célestes inertes...) TRAPPIST-1. Lorsqu'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...) passe devant son étoile hôte, elle masque une partie de 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) à 780nm (rouge). La lumière est intimement...) stellaire (Stellaria est un genre de plantes herbacées annuelles ou vivaces, les stellaires, de la famille des Caryophyllaceae. Il comprend près de 90 espèces...) - ce qui se traduit généralement par la survenue d'une petite éclipse (Une éclipse correspond à l'occultation d'une source de lumière par un objet physique. En astronomie, une éclipse se produit lorsqu'un objet (comme une...) 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 (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...) 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 (Le laboratoire Cavendish (Cavendish Laboratory) est le département de physique de l'université de Cambridge. Il fait partie de l'école de sciences physiques. Il a ouvert en 1874 comme l'un des premiers laboratoires d'enseignement en...), Cambridge, co-instigatrice de l'équipe SPECULOOS. “Ce rayonnement (Le rayonnement, synonyme de radiation en physique, désigne le processus d'émission ou de transmission d'énergie impliquant une particule porteuse.) 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 (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 large. L'ensemble de connaissances, d'études...) exoplanétaire.”

Notes:

(1) Speculoos, ou speculaas, est un délicieux biscuit épicé traditionnellement fabriqué en Belgique et d'autres pays (Pays vient du latin pagus qui désignait une subdivision territoriale et tribale d'étendue restreinte (de l'ordre de quelques centaines de km²), subdivision de la civitas gallo-romaine. Comme la civitas qui subsiste le plus souvent sous...) 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 (On distingue :) de l'étoile causées par la présence d'une exoplanète (Une exoplanète, ou planète extrasolaire, est une planète orbitant autour d'une étoile autre que le Soleil. La plupart des exoplanètes découvertes à ce jour...) en orbite.

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