| 23.03.05 |
Première
détection de la lumière émise par des planètes
extrasolaires |
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Deux équipes distinctes d'astronomes ont réussi l'exploit de détecter
pour la première fois la lumière infrarouge de deux exoplanètes,
déjà connues, orbitant autour d'étoiles distantes. Cette découverte
ouvre de nouvelles perspectives dans l'étude des planètes extrasolaires.
En effet, aujourd'hui plus de 120 planètes extrasolaires ont été
découvertes, essentiellement de type jovien. Le fait que l'on soit
capable de détecter la lumière de plusieurs d'entre elles, les scientifiques
pourront dorénavant mesurer et comparer directement certaines caractéristiques
essentielles telles que la couleur, la réflectivité et la température
de ces objets et mieux comprendre l'origine de leur formation.
Si les scientifiques sont en mesure d'analyser le spectre de la
lumière émise par ces planètes, des informations importantes peuvent
être obtenues. Cette méthode permet l'analyse de l'atmosphère de
la planète en observant par spectroscopie, les raies d'absorption
de la lumière de son étoile par l'atmosphère de la planète, et ainsi
en déterminer les éléments constituants. Les scientifiques projettent
de rechercher des traces de vapeur d'eau, indices susceptibles de
fournir des indices fiables sur l'existence d'autres composés chimiques.
La première planète extrasolaire, TrES-1 a été observée dans la
région IR du spectre au moyen de la caméra infrarouge (Infrared
Array Camera - IRAC), un instrument développé par le Smithsonian
Institute installé à bord du télescope Spitzer de la Nasa. Cette
longueur d'onde est très appropriée pour l'observation d'objets
aussi lointains que petits en raison de la 'chaleur' qu'ils dégagent.
L'avantage de l'infrarouge est que, si une planète extrasolaire
apparaît complètement noyée dans l'éclat de son soleil en lumière
visible, et ce dans un rapport de 1 à 10.000, ce même rapport de
visibilité remonte à 1 à 400 en spectre IR. Alors que dans le premier
cas il s'agit de repérer une luciole perdue dans le flamboiement
d'un projecteur, la quête devient beaucoup plus aisée dans le second.
La seconde est HD 209458b, qui a quant à elle été observée par le
photomètre multibande (Spitze's Multiband Imaging Photometer - MIPS)
du même télescope spatial.
TrES-1
TrES-1 a été la première exoplanète découverte par le réseau transatlantique
d'enquête d'Exoplanet (TrES), d'où son nom de baptême.  Elle
a été mise en évidence indirectement par la méthode du transit,
qui consiste à rechercher les éventuelles variations de luminosité
d'un astre, provoquées par le passage régulier d'un objet en orbite.
Vue d'artiste de la planète TrES-1 autour
de son étoile (Crédit David A. Aguilar ())
Il s'agit d'une planète gazeuse, similaire en taille et masse à
Jupiter mais bien plus chaude (environ 1060 Kelvin). L'objet décrit
une orbite pratiquement circulaire autour d'une étoile située à
500 années-lumière, dans la constellation de la Lyre. Peu propice
au support de la vie telle que nous la définissons, l'exoplanète
tourne autour de son étoile parent en 3,03 jours à une distance
de seulement 6,5 millions de km (0,039 unités astronomiques ou UA
- l'UA représentant la distance moyenne Terre-Soleil), ce qui est
beaucoup plus près que Mercure, qui se situe tout de même à 58 millions
de km du Soleil et en est la planète la plus proche dans notre Système
Solaire.
Enfin, la planète à une réflectivité de seulement 31 %, ce qui signifie
qu'elle absorbe la majeure partie de la lumière de son étoile.
Le réseau TrES
Constitué de deux petits télescopes implantés en Arizona (Observatoire
Lowell) et sur le Mont Palomar (Californie), ce réseau a
été conçu pour détecter des planètes tournant autour d'étoiles très
lumineuses susceptibles d'être aisément étudiées par le Télescope
Spitzer de la NASA et d'autres instruments terrestres. Sur la base
de comparaisons de nombreuses planètes de type "Jupiter chaud",
les chercheurs espèrent déterminer la composition gazeuse de leurs
atmosphères, leur genèse et l'influence de leur environnement particulier.
HD 209458b
Surnommée Osiris, HD 209458b orbite seulement à 7 millions de kilomètres
de son étoile de type solaire et sa surface est chauffée à plus
de 1000 degrés Celcius. Cette planète d'une masse de 0,7 Jupiter
a déjà été étudiée par le Télescope spatial Hubble qui a détecté
de l'oxygène et du carbone dans son atmosphère d'hydrogène, qui
par ailleurs s'évapore à grand débit. La présence d'oxygène sur
Osiris n'en fait pas pour autant une planète hospitalière, car sa
proximité à son étoile et sa température de surface rendent impossible
l'existence d'une quelconque forme de vie. Pour les scientifiques,
la présence d'oxygène n'est pas une surprise puisqu'il s'agit d'un
élément abondant dans l'Univers; il est naturellement présent dans
les atmosphères des planètes géantes de notre Système solaire, telles
que Jupiter et Saturne".
Le télescope spatial Spitzer
Le (observatoire dans l'infrarouge) a
été placé sur orbite le 25 août 2003 par une fusée Delta II de Boeing
depuis la base américaine de Cap Canaveral (Centre spatial Kennedy).
D'une durée de vie opérationnelle d'au moins 2 ans et demi, susceptible
d'être portée à 5, Spitzer complète la gamme des grands télescopes
spatiaux de la NASA que sont Hubble, Chandra et Compton (désorbité
en 2000).
Depuis son orbite héliocentrique, dos au Soleil, il étudiera notamment
la formation des étoiles et des planètes. Il observera l'Univers
comme il était il y a des milliards d'années et devrait aider les
scientifiques à déterminer la façon et le moment dont les premiers
objets se sont formés, ainsi que leur composition.
Il sera également capable de découvrir des objets jamais observés
auparavant car occultés par la poussière interstellaire comme les
étoiles et les galaxies les plus lointaines et observera les objets
les plus froids du Système Solaire (planètes externes, astéroïdes
et autres petits corps) et les disques de poussière présents autour
de jeunes étoiles (disque proto-planétaire).
Le télescope est doté d'un miroir de 85 centimètres et de trois
instruments à refroidissement cryogénique : une caméra fonctionnant
dans le proche et moyen l'infrarouge, un spectrographe permettant
d'analyser l'ensemble des longueurs d'ondes de l'infrarouge et un
photomètre pour la collecte d'informations sur la gamme d'infrarouge
lointain.
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Premières images des planètes TrES-1 et HD 209458b.
Il ne s'agit pas de lumière dans le visible, mais d'infrarouge.
Spitzer a détecté une différence de luminosité en infra-rouge
lorsque la planète se trouve devant son étoile, lorsque'elle
se trouve à côté de son étoile et lorsque son étoile nous
la cache.
Crédit NASA / JPL-Caltech
/D. Charbonneau (Harvard-Smithsonian CfA) et
NASA / JPL-Caltech /D. Deming (Goddard Space Flight Center)
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