Serait-ce bien le premier signal radio détecté provenant d'une planète extrasolaire ?

Publié par Redbran le 22/12/2020 à 09:00
Source: Observatoire de Paris
Grâce au radiotélescope européen Low Frequency Array (LOFAR), une équipe internationale impliquant des chercheurs de l'Observatoire de Paris - PSL, du CNRS et de l'Université d'Orléans détecte ce qui pourrait être la signature de la première émission radio d'une planète (Une planète est un corps céleste orbitant autour du Soleil ou d'une autre étoile de...) extrasolaire. Ces travaux paraissent en ligne sur le site de la revue Astronomy & Astrophysics, le 16 décembre 2020.


Schématisation d'un signal radio complexe émis par une exoplanète (Une exoplanète, ou planète extrasolaire, est une planète orbitant autour d'une...), détecté par les antennes du radiotélescope (Un radiotélescope est un télescope spécifique utilisé en radioastronomie pour...) européen LOFAR
© S. Cnudde / Observatoire de Paris (L'Observatoire de Paris est né du projet, en 1667, de créer un observatoire astronomique...) – PSL / LESIA / USN

Le radiotélescope européen LOFAR, l'un des plus grands au monde (Le mot monde peut désigner :), observe de la lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil...) de très basse énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la...), invisible à l'oeil humain et à tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou...) télescope (Un télescope, (du grec tele signifiant « loin » et skopein signifiant...) optique (L'optique est la branche de la physique qui traite de la lumière, du rayonnement...). Il a la particularité d'opérer à très basses fréquences (entre 10 et 250 mégahertz) dans un domaine d'énergie essentiellement inexploré. Exploité par ASTRON aux Pays-Bas et chez ses voisins européens, notamment en France, il consiste en un réseau (Un réseau informatique est un ensemble d'équipements reliés entre eux pour échanger des...) de cinquante mille antennes réparties en Europe (L’Europe est une région terrestre qui peut être considérée comme un...). La partie française du réseau est implantée à Nançay, dans le Cher, au sein de la station de radioastronomie (La radioastronomie est une branche de l'astronomie traitant de l'observation du ciel dans le...) de l'Observatoire de Paris (Paris est une ville française, capitale de la France et le chef-lieu de la région...) - PSL (Observatoire de Paris - PSL / CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand...) / Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la...) d'Orléans).

À l'aide de LOFAR, une équipe internationale a ainsi détecté des ondes (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible...) radio émanant de la constellation (Une constellation est un ensemble d'étoiles dont les projections sur la voûte...) boréale du Bouvier, une région du ciel (Le ciel est l'atmosphère de la Terre telle qu'elle est vue depuis le sol de la planète.) dominée par l'étoile (Une étoile est un objet céleste émettant de la lumière de façon autonome, semblable à une...) Arcturus, à 50 années-lumière. Ce signal pourrait être la première émission radio provenant d'une planète située au-delà de notre Système solaire (Le système solaire est un système planétaire composé d'une étoile, le...). Il provint du système τ Boötes qui contient une étoile binaire et une exoplanète géante gazeuse (Les géantes gazeuses sont les plus grandes des planètes. Elles sont dites gazeuses, par...) très proche de son étoile (un “Jupiter chaud”), baptisée τ Boötes b, que la théorie (Le mot théorie vient du mot grec theorein, qui signifie « contempler, observer,...) prédit être un bon candidat à la production d'ondes radio intenses.

L'intensité et la polarisation ( la polarisation des ondes électromagnétiques ; la polarisation dûe aux moments...) du signal plaident en faveur d'une émission provenant de cette exoplanète.

L'an dernier, l'équipe scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui...) avait utilisé LOFAR pour observer Jupiter. Son signal radio très atténué, mis à l'échelle d'une exoplanète située à quelques dizaines d'années-lumière, a servi de “patron” pour la recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue...) d'émissions radio d'exoplanètes.

L'analyse d'une centaine d'heures (L'heure est une unité de mesure  :) d'observations a révélé la signature attendue dans les données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent...) de τ Boötes. Cette signature est faible, et l'origine planétaire (Un planétaire désigne un ensemble mécanique mobile, figurant le système solaire...) du signal encore incertaine, donc le besoin (Les besoins se situent au niveau de l'interaction entre l'individu et l'environnement. Il est...) d'observations de suivi est crucial.

La détection d'une telle émission radio permet de sonder le champ magnétique (En physique, le champ magnétique (ou induction magnétique, ou densité de flux...), donc l'intérieur d'une exoplanète, ainsi que la physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la...) des interactions étoile - planète. Le champ (Un champ correspond à une notion d'espace défini:) magnétique, protégeant la planète des radiations du vent (Le vent est le mouvement d’une atmosphère, masse de gaz située à la surface...) stellaire (Stellaria est un genre de plantes herbacées annuelles ou vivaces, les stellaires, de la...), pourrait favoriser l'habitabilité.

L'observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les...) d'autres “Jupiters chauds” dans les systèmes 55 Cancri (55 Cancri (abréviation : 55 Cnc) est une étoile binaire se trouvant à 41...) et Ups. Andromedae n'a pas révélé d'émission comparable.

Les auteurs ont déjà entamé une nouvelle campagne (La campagne, aussi appelée milieu rural désigne l'ensemble des espaces cultivés...) de suivi de τ Boötes utilisant plusieurs radiotélescopes basses fréquences, dont le dernier né, NenuFAR, à la station de radioastronomie de Nançay.

Bibliographie:
- "The search for radio emission from the exoplanetary systems 55Cancri, Ups. Andromedae, and τ Boötis using LOFAR beam-formedObservations", par Jake D. Turner et al., paru en ligne sur le site de la revue Astronomy & Astrophysics
- "The search for radio emission from exoplanets using LOFAR beam-formed observations: Jupiter as an Exoplanet", par Jake D. Turner, Jean-Mathias Grießmeier, Philippe Zarka, & Iaroslavna Vasylieva, Astronomy & Astrophysics, 624, A40, 2019.
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