Mise à jour le 16 Octobre 2011
 
CONFÉRENCE
"LA RÉVOLUTION DES EXOPLANÈTES"
Par Guillaume HÉBRARD 
CNRS   IAP   OHP.
Organisée par l'IAP
98 bis Av Arago, Paris 14ème
 
Le mardi 4 Octobre 2011 à 19H30
 
Photos : JPM. pour l'ambiance (les photos avec plus de résolution peuvent m'être demandées directement)
Les photos des slides sont de la présentation de l'auteur.  Voir les crédits des autres photos
Vidéo de la conférence par le CERIMES disponible sur leur site quelques jours après (le CERIMES propose aussi toutes les vidéos des conférences IAP) :      voir : http://www.cerimes.fr/le-catalogue/institut-dastrophysique-de-paris-iap.html
 
 
 
BREF COMPTE RENDU
 
 
 
 
 
 
 
Guillaume Hébrard, jeune astrophysicien de l’IAP, a travaillé notamment avec Alfred Vidal-Madjar sur la détection des planètes extra solaires.
 
Le problème majeur lié aux exoplanètes étant leur éloignement, donc la question est : comment peut-on les détecter ?
Quelques comparaisons :
L’étoile la plus proche étant à approx. 4 années lumière, que donnerait par exemple Jupiter vue de cette étoile ?
4 secondes d’angle, soit l’équivalent d’une main vue à 3km !!
Et à 100 al ? 0,15’’, soit une main vue à 200km !!
Et la Terre à 100 al? 0,03’’, une main vue à 1000km !!
Or actuellement, les meilleurs télescopes au sol du monde ne peuvent séparer que 0,12’’.
Voilà toute la difficulté.
 
 
 
Mais ce n’est pas le seul problème, il y a aussi entre l’exoplanète et son étoile un énorme contraste de luminosité !!
L’étoile peut être jusqu’à 10 milliards de fois plus brillante que la planète.
 
 
LES VITESSES RADIALES.
 
 
Et bien, miracle !, malgré tout cela, en 1995 M Mayor et D Queloz ont réussi à mettre en évidence une exoplanète autour de Pégase 51 pour la première fois.
 
Ils ont utilisé une méthode indirecte, la méthode des vitesses radiales (l’exoplanète et son étoile tournent en fait autour de leur centre de masse, provoquant un très léger mouvement de l’étoile que l’on peut détecter par effet Doppler), c’est cette vitesse de léger déplacement de l’étoile (wobble en anglais) que l’on voit sur la courbe ci-contre.
 
Un mouvement périodique est parfaitement détectable, c’est la présence d’une planète autour de Peg 51 !
 
 
 
 
Cette énorme découverte a été faite à l’Observatoire de Haute Provence (OHP) avec le spectromètre Elodie. (remplacé en 2006 par SOPHIE et qui trouve ses premières exoplanètes en septembre de la même année dans l’étoile WASP).
 
Les variations de vitesse à mesurer sont extrêmement faibles, mais on commence à avoir le matériel correspondant, par exemple le spectro HARPS monté à La Silla sur le télescope de 3,60m, le bébé de M Mayor, dont nous avons eu la chance de voir le deuxième exemplaire lors de notre visite à l’Observatoire de Genève.
 
 
 
LES TRANSITS PLANÉTAIRES.
 
L’étoile est occultée partiellement lors du passage d’une planète devant son disque, une (très faible !) baisse de luminosité peut ainsi être mesurée, signe du passage de la planète.
 
La puissance de cette méthode tient au fait qu’on peut la combiner avec la première méthode et ainsi acquérir plus d’informations sur la planète extra solaire.
 
 
C’est ainsi que HD 209458b, d’abord détectée par vitesse radiale a été détectée ensuite par transit, permettant d’accéder à ses caractéristiques.
 
Courbe supérieure : vitesse radiale
 
Courbe inférieure : transit.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Cette méthode du transit est très complète car la profondeur du transit donne aussi des informations sur la taille de la planète.
 
Par exemple notre Jupiter passant devant notre Soleil, donnerait une diminution de luminosité de 1%, notre Terre, seulement 0,01%, limite que l’on ne sait pas encore atteindre avec les mesures actuellement depuis le sol, par contre depuis l’espace, cela commence à être presque possible.
(voir Corot et Kepler)
 
 
 
 
 
 
 
Corot-7b « super-Terre » de 5 masses terrestres 1,7 Rayons terrestres, a une densité de 5,5 comme nous !
Corot-9b première planète éloignée de son étoile avec une orbite similaire à Mercure.
 
 
Mais les plus belles moissons viennent de la sonde américaine Kepler.
 
 
Notamment Kepler 11 : un système de 6 planètes dans des orbites incroyablement plates.
Kepler 16, une planète tournant autour de deux étoiles, avec des transits différents ; intéressant !
 
 
 
 
 
ALIGNEMENT ROTATION ORBITES DES PLANÈTES MESURE DE L’OBLIQUITÉ.
 
La méthode des transit est très puissante aussi, car elle permet d’accéder à d’autres paramètres de la planète transitante.
 
 
 
Suivant l’angle (l’obliquité) de passage devant la planète, la lumière détectée sera différente, par exemple : voir ci-contre.
 
On appelle cela des transits spectroscopiques.
 
En 2008, 10 transits spectroscopiques ont été détectés.
 
 
 
 
 
 
Notamment la planète XO-3b en orbite presque polaire par rapport à son étoile, comme on le voit sur la représentation ci-contre.
 
 
De même on a trouvé une planète (HD 80606b) avec une orbite très excentrique de 111 jours.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
FUTURS INSTRUMENTS.
 
 
·        Sondages en photométrie des différentes naines.
·        Nouveau spectro en IR : Spirou.
·        Utiliser les 4 VLT en même temps en interférométrie.
·        Le JWST.
·        L’EELT.
·        L’expérience spatiale Darwin.
 
 
Pour terminer , un point très intéressant ; comment un extra terrestre verrait la Terre?
 
Si les spectres de notre planète sont incroyablement caractéristiques (H2O et O3), on peut aussi (image de droite) analyser la lumière émise par la Terre durant une éclipse de Lune.
 
 
 
 
 
 
 
 
POUR ALLER PLUS LOIN :
 
 
The ELODIE-OHP Extrasolar Planet Search
 
Exoplanètes, détection et caractérisation, conf de T Guillot de l’OCA.
 
Une multitude de monde : planètes extra solaires, CR de la conférence de M Mayor à l’Unesco.
 
À la recherche des autres terres, CR de la conférence de F Bouchy à l’IAP.
 
À la recherche de nouveaux mondes : les planètes extra solaires, CR de la conférence de R Ferlet à la SAF.
 
Une planète extra-solaire qui s'évapore dans l'espace ?!
 
Une planète sur une orbite très oblique ?
 
Misaligned spin-orbit in the XO-3 planetary system? Article de G Hebrard et collègues.
 
Measuring the oblateness and rotation of transiting extrasolar giant planets par J. W. Barnes and J. J. Fortney
 
Detection of a spectroscopic transit by the planet orbiting the star HD209458, par D Queloz et M Mayor.
 
Photometric and spectroscopic detection of the primary transit of the 111-day-period planet HD 80606 b
 
Une étoile de la Grande Ourse révèle une exoplanète aux caractéristiques inattendues
 
L'Encyclopédie des Planètes Extrasolaires par J Schneider. Un must !
 
Archives sur les exoplanètes sur ce site.
 
 
 
 
Bon ciel à tous !
 
 
Jean Pierre Martin .Commission de Cosmologie de la SAF.
www.planetastronomy.com
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