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exoplanétologie: découverte de la première exo-planète tellurique
depuis la toute première découverte d’une planète extrasolaire autour de l’étoile 51 pegasi en 1995 par deux astrophysiciens suisses, michel mayor et didier queloz, le rêve était permis.
la quête du graal, pour les astronomes, est depuis le début de découvrir une terre-bis … et cela passe forcément par la découverte d’une planète tellurique, c'est-à-dire composée d’un noyau solide et d’un sol rocheux.
pendant les 10 années qui ont suivi, les astronomes se sont rués à l’assaut du ciel, observant minutieusement les étoiles une par une, afin de déceler le moindre signe de la présence d’une planète qui, invisible à nos yeux, peut ne pas l’être aux yeux de notre technologie ! 10 ans de découvertes fructueuses, plus de 170 planètes dévoilées et la toute première photographie d’une exo-planète, mais également 10 ans de découvertes déconcertantes … déconcertantes car toutes les planètes découvertes alors sont des géantes gazeuses, dont les caractéristiques tranchent singulièrement avec celles que nous connaissons, et comme souvent en astronomie, les découvertes soulèvent plus d’interrogations qu’elles n’apportent de réponses … en effet, beaucoup de spécimens remettent en cause les modèles théoriques sur la formation des systèmes stellaires. extraordinaire diversité des orbites, des distances, la nature dévoile une nouvelle fois son inventivité, comme pour nous montrer de quoi elle est capable et nous faire réaliser la préciosité de notre propre système solaire.
jusqu’au jour où, à force de tâtonnements et grâce à une nouvelle technique d’observation, des hommes ont réussi l’exploit de trouver l’aiguille dans la botte de foin !
récit d’un succès annoncé …
depuis 2002, jean-philippe beaulieu astrophysicien au cnrs, institut d’astrophysique de paris, est responsable du projet nommé planet (probing lensing anomalies network), initié depuis plus de 10 ans et qui regroupe actuellement 32 astronomes provenant de 10 pays et utilisant 5 télescopes situés dans l’hémisphère sud.
ce projet, issu d’une collaboration internationale, a pour but de scruter en continu le ciel d’été, mais pas n’importe où … planet surveille les « micro-lentilles gravitationnelles » que le réseau américano-polonais ogle (optical gravitation lensing experiment), dirigé par andrzej udalski, aura au préalable détecté.
arrêtons nous dès maintenant pour comprendre rapidement ce qu’est une lentille gravitationnelle.
il arrive en de rares occasions qu’une étoile passe exactement devant une autre, c’est-à-dire qu’elle se situe exactement sur la droite qui relie l’étoile d’arrière plan à l’observateur terrestre. selon la théorie de la relativité générale, il se produit alors un effet de mirage gravitationnel (l’objet céleste de ce type le plus connu se nomme la croix d’einstein, en l’honneur du père fondateur de la théorie de la relativité) qui se traduit par la déviation des rayons lumineux de l’étoile d’arrière plan. il se forme alors un phénomène de lentille, qui amplifie donc la lumière de l’étoile située derrière. ce phénomène se traduit pour les astrophysiciens par la formation d’une courbe en forme de cloche, qui normalement est régulière. au fur et à mesure du mouvement de l’étoile de premier plan, la courbe croît, atteint un maximum, puis décroît. s’il arrive qu’une bosse altère la régularité de la courbe, alors c’est qu’un corps inconnu se situe dans les environs très proches de l’étoile d’avant plan !
dans la pratique, ogle prend des mesures de la luminosité d’environ 20 millions d’étoiles, situées dans le bulbe galactique, à chaque nuit qui passe ! les informations recueillies sont envoyées tous les ¼ d’heure à l’iap, où l’équipe de jp beaulieu décrypte minutieusement les résultats afin d’y trouver l’anomalie qui trahira la présence d’un candidat au titre d’exo-planète.
le mouvement des étoiles étant lent, la courbe en forme de cloche perdure pendant plusieurs jours ou semaines. il est donc impératif de suivre des « yeux » l’étoile sans jamais détourner le regard ; ainsi, des télescopes répartis sur toute la planète (chili, afrique du sud, australie, nouvelle-zélande) se passent le relais afin « que le soleil ne se lève jamais sur planet » selon les termes de jp beaulieu.
cette méthode diffère donc de la méthode des « vitesses radiales » utilisée jusqu’alors, méthode permettant de déduire l’existence d’une planète des perturbations que cause leur gravité aux mouvements de leur étoile.
c’est ainsi que le 11 juillet 2005, le réseau ogle ews (early warning system) annonce la présence d’une lentille gravitationnelle nommée ogle-2005-blg-390 située dans le ciel austral, plus précisément dans la constellation du sagittaire, afin que planet y pointe ses télescopes.
un mois plus tard, pascal fouqué (observatoire de midi-pyrénées) et kristian woller (niels bohr institute, danemark), au télescope danois de 1.5m de l’observatoire européen austral de la silla (chili), s’aperçoivent de la fameuse anomalie : la courbe, en pleine décroissance, repart soudainement à la hausse, formant une bosse ! après avoir déclenché l’alerte, le télescope de perth (australie) prend le relais et précise la forme de la bosse pendant une dizaine d’heures.
le lendemain, la détection est confirmée par les équipes de ogle et moa (microlensing observations in astrophysics, collaboration nouvelle-zélande / japon) qui lancent une modélisation pour voir si la présence d’une planète pourrait expliquer cette déviation de la courbe.
les informations sont là, il reste maintenant à les traduire, ce qui n’est pas une mince affaire.
trois astrophysiciens se chargent de dévoiler la masse de la planète et sa distance par rapport à l’étoile : arnaud cassan (france) (voir notre interview),
dave bennett (usa) et daniel kubas (allemagne) qui démontrent indépendamment et de façon formelle la présence d’une planète de faible masse.
la nouvelle est donc confirmée, la première exo-planète tellurique de l’histoire vient d’être découverte. c’est également la troisième planète découverte avec cette méthode d’observation.
la nouvelle a été publiée le 26 janvier 2006 dans la revue scientifique nature, par 73 astrophysiciens appartenant à 32 établissements de 12 pays (france, usa, australie, royaume-uni, danemark, allemagne, afrique du sud, nouvelle-zélande, chili, autriche, pologne, japon).
les caractéristiques de la planète ogle-2005-blg-390lb :
d’après la première étude de la planète et le portrait robot établi par alain lecavelier des etangs et david ehrenreich (iap), de nombreux éléments ont déjà pu être mis en évidence. ogle-2005-blg-390lb se situe à quelques 22 000 années lumière, dans le bulbe galactique, ce qui semble en faire une planète âgée (les étoiles sont en moyenne 2 fois plus vieilles au centre que celles situées dans les bras galactiques).
elle orbite à environ 3 ua (unités astronomiques) de son étoile, soit plus ou moins 400 millions de kilomètres, en moyenne ; nous la placerions donc entre mars et jupiter dans notre système solaire. sa période de révolution dure une dizaine d’années.
cette planète est étonnamment froide : 53°k (kelvin) soit -220°c (celcius). plus froide que ne laisserait supposer la distance qui la sépare de son étoile. l’explication est simple : l’étoile est, comme 80% des étoiles de notre galaxie, une naine rouge. c’est ainsi que celle-ci, n’ayant qu’une masse de 0.2 par rapport au soleil, ne lui renvoie que le 1000ème de la chaleur que lui renverrait le soleil. cette étoile n’a qu’une magnitude 30, c’est dire la faiblesse de son éclat.
la masse de la planète est environ 5,5 fois celle de la terre, ce qui en fait la plus légère de toutes les planètes découvertes jusqu’à présent. a titre de comparaison, uranus, la plus légère de nos planètes gazeuses, à une masse 15 fois supérieure à la terre.
c’est cette faible masse qui détermine essentiellement son caractère tellurique. on suppose, compte tenu de sa masse, de sa distance et de sa température qu’elle doit être constituée de glace et de roches.
elle est également très petite puisqu’elle ne fait qu’une fois et demie la taille de la terre.
pour résumer, ogle-2005-blg-390lb, planète petite, solide, froide et éloignée de son étoile est à l’opposé de tout ce qu’on connaissait auparavant et tranche singulièrement avec les quelques 170 autres exo-planètes découvertes depuis 10 ans. celles-ci étant, dans l’écrasante majorité des cas, chaudes, massives, gazeuses et orbitant très près de leur étoile. les jupiters chauds détectés au début ne représentent actuellement qu'une très faible fraction des planètes détectées.
ce qu’on peut en conclure, c’est que la méthode de détection dite de « micro-lentille gravitationnelle » est une méthode d’avenir, un progrès indéniable de la technique observationnelle, et nous donne de grands espoirs dans la recherche d’autres planètes telluriques extrasolaires. comme l’explique jean-philippe beaulieu : « nous savons que notre méthode est 40 fois plus sensible aux exo-planètes de la taille de jupiter. or nous venons d’en trouver une beaucoup plus petite au troisième coup. cela peut signifier que leur handicap de taille est compensé par leur nombre, sans doute bien supérieur à celui des plus grosses ».
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exoplanétologie : découverte de la première exo-planète tellurique (score: 0)par visiteur le 09 mars 2006 à 14:49:52 cet ce site, c'est surtout un autoportrat car il n'y a pratiquement que des photo d'engin et de personne [ répondre à ce message ]
exoplanétologie : découverte de la première exo-planète tellurique (score: 0)par visiteur le 22 février 2006 à 18:21:58 cet bonjour sebastien,
un très bon article. bravo ! l'événement est exceptionnel et je suis persuadé que ce n'est que le commencement: la liste des exoplanètes telluriques devrait bientôt s'enrichir et celà nous promet encore de bons moments.
francis
(la communauté des astronomes amateurs)
http://www.luniversalis.com [ répondre à ce message ]
exoplanétologie : découverte de la première exo-planète tellurique (score: 0)par visiteur le 13 août 2006 à 17:25:06 cest bonjour,
félicitation à arnaud et à son équipe.
je crois que l'on est beaucoup sur le coup à attendre les progrès de l'optique et à agir pour un monde où le fort lointain est un quotidien.
20 ans que je m'intéresse à l'astronomie, fasciné par les photos du cosmos relayée par ciel et espace en france.
je ne suis pas astronome, mais écrivain, de science -fiction entre autres. comme d'autres, j'essaie de digérer les space-opéra des 40 dernières années. l'humain n'est plus triomphant, et doit vivre en symbiose avec d'autres, animaux et végétaux pour trouver sa place sur des terrains inhospitaliers.
le cas d'arnaud est différent, mais nous devont relever le défi de cet univers gigantesque avec lequel certains d'entre nous ont grandi, du rayonnement à 3k aux théories du big bang, des théories de l'unification des forces, aux anomalies des spectres des étoiles et aux singularités d'un espace qui compte peut-être beaucoup plus de dimensions que les 3 spatiales et la temporelle.
je pense au phénomène de la mémoire et aux phénomènes artistiques, ou à aux théorie de l'infini petit qui dit que le monde qui est en nous est gigantesque, tout autant que celui qui nous entoure.
sans parler de l'imagination, des cultures et des langues.
une planète tellurique! gageons qu'il y en a énormément, et qu'il est bon d'avoir des certitudes.
certes, certes, ça me rend bavard, mais félicitations à toutes vos équipes.
jack abe [ répondre à ce message ]
exoplanétologie : découverte de la première exo-planète tellurique (score: 0)par visiteur le 21 octobre 2006 à 01:13:56 cest je trouve que c'est vraiment interessant!!!!!! [ répondre à ce message ]
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