Communiqué de presse

Première lumière pour le chasseur d’exoplanètes ExTrA à l’Observatoire de La Silla

24 janvier 2018

Un nouvel instrument a effectué avec succès ses premières observations du ciel depuis l’Observatoire de La Silla de l’ESO. Les télescopes ExTrA sont dédiés à la recherche ainsi qu’à l’étude des exoplanètes de type Terre en orbite autour de naines rouges proches. Le design novateur d’ExTrA permet d’atteindre une sensibilité plus élevée que celle caractérisant les études antérieures. Les astronomes disposent à présent d’un nouvel outil puissant pour détecter de potentiels mondes habitables.

L’instrument récemment installé à l’Observatoire de La Silla de l’ESO au nord du Chili, « Exoplanètes en Transits et leurs Atmosphères (ExTrA) », a effectué ses premières observations avec succès. ExTrA est conçu pour détecter la présence de planètes autour de naines rouges proches et étudier leurs propriétés. ExTrA est un projet français financé par le Conseil Européen de la Recherche ainsi que l’Agence Nationale de la Recherche. Les télescopes seront télécommandés depuis Grenoble, France.

Pour détecter et étudier les exoplanètes, ExTrA utilise trois télescopes de 0,6 mètre de diamètre [1]. Ces derniers mesurent, à intervalles réguliers, la quantité de lumière en provenance de nombreuses étoiles de type naine rouge et scrutent la moindre diminution de luminosité pouvant résulter du passage - ou transit - d’une planète devant le disque d’une étoile, l’obscurcissant légèrement.

“Parce que La Silla offre d’excellentes conditions atmosphériques, ce site a été retenu pour abriter l’ensemble des trois télescopes” explique Xavier Bonfils (Institut de Planétologie et d’Astrophysique de Grenoble / CNRS – Université Grenoble Alpes), le chef de projet scientifique. “La gamme de longueurs d’onde que nous observons –  le proche infrarouge – est très facilement absorbée par l’atmosphère de la Terre. Nous devions donc disposer de conditions atmosphériques optimales : un air très sec et un ciel parfaitement noir. La Silla répondait parfaitement à ces exigences.”

La méthode des transits consiste à comparer la brillance de l’étoile étudiée avec celle d’autres étoiles de référence afin de détecter d’infimes variations de lumière. Depuis le sol, il est toutefois difficile d’effectuer des mesures suffisamment précises pour détecter de petites planètes de type Terre [2]. L’adoption d’une approche novatrice qui repose sur l’utilisation de données relatives à la luminosité d’étoiles dans différents domaines de longueurs d’onde, permet cependant à ExTrA de pallier  certaines de ces limitations.

Les trois télescopes ExTrA collectent la lumière en provenance de l’étoile cible et de quatre étoiles de comparaison. Cette lumière est ensuite transmise par fibres optiques à un spectrographe multiobjets. Cette approche novatrice qui consiste en l’ajout d’informations spectroscopiques à la traditionnelle photométrie permet d’atténuer l’effet perturbateur de l’atmosphère terrestre, ainsi que les effets générés par les instruments et les détecteurs – augmentant par là-même le degré de précision atteint.

Parce qu’une planète en transit bloquera une plus grande proportion de la lumière émise par une étoile de petites dimensions, ExTrA se focalisera sur un type particulier de petites étoiles brillantes et proches que sont les naines de classe M, nombreuses dans la Voie Lactée. Ces étoiles sont censées abriter de nombreuses planètes de type Terre, ce qui en fait des cibles de choix pour les astronomes souhaitant découvrir et étudier de lointains mondes susceptibles d’abriter la vie. Proxima Centauri, l’étoile la plus proche du Soleil, est une naine de classe M autour de laquelle a été découverte une planète dont la masse avoisine celle de la Terre.

Découvrir ces exoTerres demeurées indétectées à ce jour constitue l’un des deux principaux objectifs d’ExTrA. Le télescope étudiera également dans le détail les planètes qu’il détectera, déterminera leurs propriétés ainsi que leur composition afin d’établir leur degré de similitude avec la Terre.

“En outre, ExTrA nous permettra d’aborder certaines questions fondamentales relatives aux planètes peuplant notre galaxie. Ainsi, nous espérons pouvoir évaluer la proportion de ce type de planètes, le comportement des systèmes multi-planétaires, ainsi que les types d’environnements propices à leur formation”, précise Jose-Manuel Almenara, l’un des membres de l’équipe.

Xavier Bonfils est particulièrement enthousiaste pour l’avenir : “La mise en place de la nouvelle génération de télescopes, tel l’Extremely Large Telescope de l’ESO, nous permettra d’étudier les atmosphères des exoplanètes découvertes au moyen d’ExTrA et donc d’évaluer la probabilité qu’elles abritent la vie telle que nous la connaissons. L’étude des exoplanètes fait désormais entrer la science fiction dans l’univers de la science.”

Notes

[1] Les télescopes et leurs montures ont été fournis par Astrosysteme Austria, les dômes proviennent de la société allemande ScopeDome, la caméra infrarouge a été conçue par la société américaine Princeton Instruments, le réseau de détecteurs est issu de la société belge Xenics. D’autres informations concernant cette installation sont disponibles ici.

[2] Cette approche, baptisée photométrie différentielle, consiste à observer l’étoile cible ainsi que d’autres étoiles proches dans le ciel. En corrigeant des variations communes à l’ensemble des étoiles et générées par l’atmosphère perturbatrice de la Terre, des mesures plus précises peuvent être obtenues pour l’étoile cible. Toutefois, les baisses de luminosité générées par les planètes de dimensions semblables à celles de la Terre sont tellement infimes que l’adoption de cette technique est parfois insuffisante.

Plus d'informations

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Liens

• Site Web dédié à ExTrA à Grenoble

• Description détaillée d’ExTrA (publication SPIE)

Contacts

Xavier Bonfils
Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble (IPAG)/CNRS/Université Grenoble Alpes
Grenoble, France
Tél: +33 47 6514 789
Courriel: xavier.bonfils@univ-grenoble-alpes.fr

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Thierry Botti (contact presse pour la France)
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Ce texte est une traduction du communiqué de presse de l'ESO eso1803.