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Mise à jour 28 Décembre 2016

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CONFÉRENCE MENSUELLE DE LA SAF
 «LES EXOPLANÈTES SONT-ELLES NOMBREUSES DANS LA VOIE LACTÉE ?
LE POINT SUR LES DERNIÈRES ANALYSES STATISTIQUES.»

Par Arnaud CASSAN

Astrophysicien, IAP, Maître de conférences UPMC

 

À l’AgroParisTech 16 rue C Bernard Paris 5.

Le Mercredi 14 Décembre 2016 à 19H00  Amphi Tisserand

 

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 et des animations.

Le conférencier a eu la gentillesse de nous donner sa présentation, elle est disponible sur ma liaison ftp et se nomme :

Cassan-SAF-Exopl.pdf, qui se trouve dans le dossier CONF-MENSUELLES-SAF/ saison 2016-2017. .

Ceux qui n'ont pas les mots de passe doivent me contacter avant.

 

Cette conférence a été filmée en vidéo (grâce à UNICNAM et IDF TV) et est accessible sur Internet

On la trouve à cette adresse  ICI

 

 

 

 

 

 

Arnaud Cassan est docteur en Astronomie & Astrophysique de l’Université Pierre & Marie Curie.

Il effectue un post doc à la célèbre Université de Heidelberg dans le groupe microlentilles.

 

Il réintègre l’UPMC et l’IAP en 2010.

 

 

Il est spécialiste des planètes extra solaires.

 

 

 

 

 

 

 

 

On commence par une présentation de notre Univers proche, notre système solaire puis les quelques centaines de milliards d’étoiles de notre galaxie et enfin les centaines de milliards de galaxie.

 

Mais comment naissent donc les planètes ?

 

Des cocons stellaires donnent naissance à des disques qui vont progressivement faire s’agglomérer gaz et poussières pour enfin aboutir aux planètes.

 

Une telle formation vient d’être détectée par ALMA, comme il a été rapporté dans ces colonnes.

 

 

On a longtemps été attiré par la recherche de mondes similaires au nôtre dans d’autres systèmes solaires, mais l’instrumentation ne le permettait pas jusqu’à la fin du XXème siècle.

Puis survient la révolution Peg 51b (après une découverte autour d’un pulsar), planète extra solaire découvert en 1995 par M Mayor et D Queloz à l’OHP.

La méthode utilisée est celle des vitesses radiales (voir explications des différentes méthodes dans les références plus bas).

Mais c’était quelque chose qui ne ressemblait pas du tout à l’idée que l’on se faisait de planètes extra solaires.

C’était une grosse planète gazeuse (la moitié de Jupiter) très proche de son étoile (4,2 jours de période), bref un Jupiter chaud comme on allait les appeler.

 

La chasse pouvait reprendre ! Mais on ne tombait que sur ce genre de planètes pendant un temps.

 

C’est en 2000 que l’on détecte le premier transit d’une exoplanète devant son étoile, HD 209458.

 

Puis on commence à « voir » réellement une exoplanète, ce sera le cas au VLT en 2004, où une exoplanète est photographiée autour d’une naine brune.

 

http://www.planetastronomy.com/astronews/astrn-2013/13/astron1.jpg

 

Encore une très belle autre détection par imagerie directe grâce à Hubble : Fomalhaut b, on sait depuis les années 1980 (découverte par IRAS) qu’elle possède un disque de poussières situé relativement loin de l’étoile (plus de 100 UA) et peu large (25 UA).

 

On a pu en effet suivre le trajet de cette planète de 2004 à 2012 et placer sa position sur son orbite.

On peut voir sur ce schéma l’orbite de la planète autour de son étoile.

 

Crédit : NASA/ESA ; Z Levay (STScI) et P Kalas (Berkeley)

 

 

 

 

 

Et enfin arrive l’époque des découvertes de plus petites planètes, d’abord les « super-Terres », comme OGLE-2005-BLG-390Lb en 2006, pour laquelle Arnaud Cassan a participé.

Cette planète est située 2,4 fois la distance Soleil-Terre, pour une masse de 5 fois la Terre.

Elle est beaucoup plus distante que les planètes détectées par les autres méthodes

Et elle est détectée par une nouvelle méthode : les microlentilles gravitationnelles (micro lensing en anglais).

 

Sur cette représentation en coupe de notre Galaxie, la Voie lactée, l’étoile-source appartient à la région centrale qu’on appelle le bulbe galactique, tandis que l’étoile-lentille se trouve à une distance intermédiaire, soit dans les bras spiraux du disque de la galaxie, soit aussi dans le bulbe. Dessin : ESA

 

Le principe de la méthode est expliqué dans cette conférence de D Valls Gabaud par exemple.

 

 

Mais, c’est un satellite américain qui va énormément participer à cette chasse d’exoplanètes : Kepler, dont le dossier est disponible sur votre site préféré.

 

Il a découverte le plus grand nombre d’exoplanètes.

Site de Kepler à la NASA.

 

Voici un exemple de la diversité des planètes qu’il a mis au jour.  Crédit Dan Fabricky U Chicago/NASA

 

La NASA en a même fait une animation que vous pouvez voir sur YouTube. Les couleurs sont proportionnelles aux tailles des planètes (rouge grosses, bleues et grises petites)

Cette illustration s’appelle « orrery » en anglais, cela signifie en fait planétaire, car c’est le comte d’Orrery qui le premier créa un planétaire du système solaire au début du 18ème siècle.

 

 

 

Toutes ces découvertes nous mènent en fait à définir de nouveaux paradigmes, que le conférencier résume sur les slides suivantes.

 

 

 

On découvre de nouveaux types de planètes et des orbites très exotiques. La migration des planètes au cours de leur évolution est la grande révolution attendue.

 

 

L’étude des systèmes exoplanétaires remet en question la formation même de notre système solaire. On pense que nos planètes gazeuses géantes ont migré vers le centre puis se sont éloignées suite à des considérations de phénomènes de résonance.

 

 

On découvre même de nombreuses planètes isolées dans l’espace (free floating planets ou rogue planets en anglais).

 

Il se pourrait même que cette catégorie de planètes soit plus nombreuse que les autres.

On se pose encore des questions sur leur origine : éjection d’un système planétaire ou formation directe ?

 

Ce début de siècle montre que comme dit Arnaud, on trouve des planètes partout !

 

 

 

 

 

 

Il est temps maintenant de faire le bilan des détections.

 

 

Tous les résultats cumulés sur cette slide, les couleurs correspondent aux différentes méthodes employées :

·         Bleu : Vitesse radiale (RV)

·         Brun : Transit

·         Rouge : Microlentille

·         Violet : imagerie directe

·         Vert : chronométrage (timing)

 

Les chiffres entre parenthèses correspondent aux nombres de détections pour chaque méthode.

 

Les courbes indiquent les zones favorables de détection.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Si on s’intéresse aux types d’étoiles abritant des exoplanètes, on s’aperçoit que :

·         Les naines rouges en abritent 80%

·         Les étoiles de type K (géantes rouges Antares) 12%

·         Les étoiles comme le Soleil (type G) 8%

·         Les autres étoiles moins de 1%

 

 

Kepler découvre de plus en plus de planètes dans la zone habitable, elles sont en cours d’analyse.

 

 

Mais pas seulement Kepler, récemment, l’observatoire TRAPPIST, c’est l'acronyme de TRAnsiting Planets and PlanetesImals Small Telescope, petit télescope dédié aux transits planétaires et aux planétésimaux

Ce télescope, installé sur le site de La Silla de l'ESO au Chili; est un télescope automatique de 60cm dédié aux exoplanètes (transits). Il est commandé à partir de Liège.

 

Il a découverte cette année trois planètes telluriques potentiellement habitables dans notre arrière cour, à 40 al.

 

 

Mais on ne peut pas parler d’exoplanètes sans terminer par la découverte de l’année : l’exoplanète la plus proche de nous (4,2al), dans le système d’Alpha Centauri : Proxima b ! La particularité de cette exoplanète, est qu’elle orbite une naine rouge (étoile de type M, soleil beaucoup plus froid et plus petit que le nôtre).

 

Pour le futur des recherches on compte aussi beaucoup sur les nouveaux projets comme l’EELT.

 

 

 

Merci beaucoup Arnaud Cassan pour cette passionnante conférence.

 

 

 

 

 

 

 

POUR ALLER PLUS LOIN :

 

ARNAUD CASSAN - LES EXOPLANÈTES, YouTube, dans le cadre des séminaires Poincaré.

 

It's Far, It's Small, It's Cool: It's an Icy Exoplanet! De l’ESO

 

The hunt for free floating planets in our galaxy, par pale red dot

 

Exoplanètes et lentilles gravitationnelles : CR de la conférence IAP d’A.  Cassan du 1er Dec 2015

 

Planètes habitables: le cas de Kepler-186f

 

Kepler Mission - Hunting for Exoplanets par EO Portal

 

A New Habitable Zone par le Planetary Habitability Laboratory (Puerto Rico)

 

Les exoplanètes, mondes nouveaux : CR de la conf  SAF de R Ferlet du 8 Oct 2014

 

Les planètes extra-solaires : CR de la conf IAP d’A. Lecavellier des Étangs du 8janv2013

 

La recherche d'intelligence extra-terrestre : CR de la conférence  VEGA de N. Prantzos du 21 Mai 2016

 

André Brack : Sur la vie extraterrestre UNESCO 16 Janv. 2009

 

Dossier exoplanètes sur ce site.

 

 

 

 

Prochaine conférence mensuelle de la SAF : Mercredi 11 Janvier 2017   19H00   AgroParisTech   Amphi Tisserand

 

LE PAYS QU’HABITAIT ALBERT EINSTEIN.

 

COMPLET  liste d’attente

 

Par Etienne Klein Philosophe et Physicien   CEA Directeur du LARSIM

 

Entrée libre mais réservation obligatoire. À partir du 15 Décembre  2016

 

 

 

Bon ciel à tous

 

 

Jean Pierre Martin   Président de la commission de cosmologie de la SAF

www.planetastronomy.com

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