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Le spectrographe
instrument de haute précision de l', vient de mettre en évidence l’existence de
5 nouvelles planètes extrasolaires. Leur particularité : ces 5 planètes
transitent devant leur étoile… et dans certains cas, leurs caractéristiques
interrogent les scientifiques.
277 exoplanètes découvertes
La quête de nouveaux systèmes planétaires est florissante. A ce
jour, pas moins de ont été découvertes par différentes équipes à travers
le monde. Parmi elles, on n'en comptait que 31 passant devant le
disque de leur étoile à chaque cycle orbital, créant ainsi une infime
diminution de leur intensité lumineuse. Ces 'planètes à transit'sont
plus rares, et plus difficiles à mettre en évidence, mais ce phénomène
permet de déterminer leur taille. Puis, grâce à la méthode des vitesses
radiales (léger déplacement de l'étoile dû à la présence autour
de la planète), on détermine entre autre avec SOPHIE, leur masse
exacte et leur densité moyenne.
SOPHIE avait déjà contribué à la détection de 5 de ces planètes
à transit depuis sa mise en service, mi 2006. Ces nouvelles découvertes
viennent ainsi compléter cet échantillon et vont permettre de mieux
comprendre les mécanismes de formation et d'évolution des systèmes
planétaires. SOPHIE a donc, depuis sa mise en service, permis de
confirmer 10 exoplanètes à transit, soit plus d'un quart de l'échantillon
connu. Ces découvertes sont le résultat de 2 collaborations distinctes
auxquelles participent les chercheurs du Laboratoire d'Astrophysique
de Marseille et de l'Institut d'Astrophysique de Paris. Dans les
deux cas les astronomes utilisent successivement la technique de
détection par transit puis, pour vérifier la nature de l'objet en
transit la technique des vitesses radiales avec SOPHIE.
SuperWASP
Les programmes de recherche d'exoplanètes menées par ces deux équipes
ont permis de détecter un grand nombre de candidats planète. L'un
de ces deux programmes, le , regroupe des astronomes britanniques, français et
suisses et tente de détecter des transits à partir de deux télescopes
au sol (l'un dans l'hémisphère sud et l'autre dans l'hémisphère
nord). Le second programme observe les étoiles à la recherche de
transit depuis l'espace. Il s'agit de la mission spatiale CoRoT
du CNES dont le consortium de recherche regroupe de nombreux laboratoires
européens.
Toutefois, une fois le transit détecté il est nécessaire de vérifier
la nature planétaire des candidats, ou alors de les identifier comme
des étoiles doubles ou variables. C'est là que le rôle de SOPHIE
est essentiel. Ce spectrographe, qui permet des mesures de vitesses
radiales des étoiles à haute-précision, a permis de confirmer la
nature planétaire de 10 de ces candidats (dont 5 nouvelles ,2 associées
à CoRoT et 3 plus anciennes associées, comme les 5 dernières, au
programme SuperWASP).
Planètes exotiques
Fait remarquable grâce à SOPHIE, il n'a fallu que deux semaines
d'observation pour confirmer les 5 dernières exoplanètes parmi les
candidats identifiés par le programme SuperWASP. SOPHIE a ainsi
permis de mesurer leur masse, qui s'étend de quelques 0.5 à plus
de 8 fois la masse de Jupiter. Ce nouvel échantillon traduit la
grande diversité des planètes. La plus massive est d'ailleurs
parmi les exoplanètes les plus massives connues à ce jour. Quelques
unes de ces planètes sont tout aussi exotiques de par leur période
orbitale. L'une d'elles par exemple, nommée WASP-12b, orbite en
1.1 jour autour de son étoile. C'est la plus courte période
jamais observée. Cette planète est tellement proche de son étoile
que l'on peut estimer que la température à sa surface peut atteindre
jusqu'à 2300°C.
Cette diversité remet en cause les modèles théoriques de formation
et de structure interne de ces objets. En effet, 'aucun modèle
ne peut à ce jour expliquer la faible densité de certaines planètes.
Leur large rayon n'est qu'en partie explicable par la forte irradiation
reçue de l'étoile. De nouvelles questions ont donc été soulevées
grâce à ces programmes de recherche' souligne Benoit Loeillet
du .
Plus les chercheurs pourront connaître de systèmes exoplanétaires
plus ils pourront tenter d'apporter des réponses à ces questions
et ainsi mieux comprendre comment se forment et évoluent les systèmes
planétaires et plus particulièrement le nôtre.
Le spectrographe SOPHIE
Cette découverte révèle la remarquable précision et l’étonnante
efficacité pour détecter et caractériser de nouvelles planètes extrasolaires
de l’instrument SOPHIE.
Réalisé grâce au financement de l’Institut National des Sciences
de l’Univers et du Conseil Régional Provence-Alpes-Côte d’Azur,
SOPHIE est le fruit de l’expertise française dans ce domaine de
la construction instrumentale pour l’astronomie. Installé
sur le télescope de 193 cm de l’Observatoire de Haute Provence,
il remplace le célèbre spectrographe ELODIE qui avait permis en
1995 la découverte de la première planète extrasolaire par M. Mayor
et D. Queloz de l’Observatoire de Genève. SOPHIE est 10 fois plus
sensible qu’ELODIE.
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