GAIA et les exoplanètes

[elarwen]

Jupiter est 1000 fois plus légère que le soleil, et se situe à 5 UA à peu près de celui-ci. Il le fait donc osciller, sur une période de 12 ans, le long d'une orbite d'un rayon d'à peu près 5 millièmes d'UA. Grosso-modo, ça fait une orbite de 4 millions de kilomètres décrite en 4000 jours, ce qui fait dans les 12 mètres par seconde.

Quelqu'un qui se situerait loin du système solaire, sur le plan de l'orbite, verrait donc le soleil "bouger", et une mesure spectro de sa vitesse radiale permettrait de déterminer la masse de Jupiter à un "sin i" près. Cela veut dire que quelqu'un qui se situerait à 45° du plan de l'orbite mesurerait 8,5 m/s.

Comment voir ce sin i ?

Par mesure astrométrique.

Mettons que le quelqu'un dont on parle se situe à 100pc, toujours à 45° du plan. 5 millièmes d'UA vus sous un angle de 45°, ça donnerait une trajectoire apparente sous la forme d'une ellipse de 5 millièmes d'UA par 3,5. A 100pc de distance, ça donne du 50 micro-arcseconde par 35: c'est l'ordre de grandeur de la précision "moyenne" des mesures du satellite GAIA !

L'évolution dans le temps du spectre et de la position, en particulier parce que l'observateur connait l'excentricité de l'orbite, permettrait de connaitre le sin i, ici d'environ 0,7. Donc de remonter à la masse.

 

En clair, une planète comme Jupiter est à la portée de GAIA à une distance de 100pc. Si l'on se fie aux chiffres de précision attendue, la distance limite pour une Jupiter serait vers 500pc.

Mais quelle part sera accordée à cet aspect de la recherche?

Autre point... La largeur des raies du spectre dépend à la fois du sin i et de la vitesse de rotation réelle. Connaîtra-t-on mieux les vitesses de rotation des étoiles grâce à cela?

[Fitz]

Normalement les données seront récoltées quoi qu'il en soit, on mettra ensuite des années à les analyser... Comme celle des Kepler. Il est possible aussi que l'on mettre les amateurs sur le coup dans une interface à la PlanetHunter.

 

Gaïa sera également capable de détecter des exoplanètes par la méthode des vitesses radiales et des transits, mais pas des jupiters "froids" cette fois ci. Néanmoins ça permettra peut être de donner un début de vision plus globale des systèmes planétaires.

 

Perso j'aurais bien envoyé un télescope dédié à l'astrométrie et aux vitesses radiales observer en particulier le champ de Kepler!

[elarwen]

Gaïa sera également capable de détecter des exoplanètes par la méthode des vitesses radiales et des transits, mais pas des jupiters "froids" cette fois ci.

 

J'apprends donc grâce à toi que son spectro n'est pas assez précis.

Par contre, détecter un jupiter froid par transit n'est pas impossible, c'est seulement improbable: plus la planète est loin de son étoile, plus l'angle de ligne de visée qui permet les transits est petit, et plus la probabilité d'observer pile-poil au bon moment est faible.

 

Perso j'aurais bien envoyé un télescope dédié à l'astrométrie et aux vitesses radiales observer en particulier le champ de Kepler!

Exactement! Ca permettrait notamment d'en connaître plus sur les planètes Kepler, et de recouper les informations.

[albert galilée]

Salut,

 

Perso j'aurais bien envoyé un télescope dédié à l'astrométrie et aux vitesses radiales observer en particulier le champ de Kepler!

Gaia n'est clairement pas un satellite dédié aux exoplanètes mais il reste très polyvalant pour apporter à ce domaine néammoins je pense.

 

Sinon, je n'y connais pas grand chose sur les questions que tu poses mais je suis tombée sur cet article de simul qui pourrait t'intéresser : http://adsabs.harvard.edu/abs/2014MNRAS.437..497S

 

A+

[elarwen]

mais pas des jupiters "froids" cette fois ci.

 

Je réalise un truc, Fitz...

 

Admettons que les axes de révolution planétaires soient au pifomètre. Dans ce cas, l'angle maxi qu'il peut y avoir entre le plan de révolution et la ligne de visée pour que des transits soient possibles est très voisin du diamètre apparent de l'étoile vue de la planète. Pour une planète jovienne autour d'une étoile de type solaire, ça donne 6 minutes, soit un 1800è d'un demi-tour. On aurait donc une chance sur 1800 d'être dans une direction favorable.

Par ailleurs, Jupiter se déplaçant à 13km/s, un transit optimal (par l'équateur) mettrait 100000s, et un transit "moyen" dans les 70 000s. Grosso-modo, 0,8 jour. On aurait donc environ une chance sur 5500 de mesurer pile-poil l'éclat au moment du transit.

Donc, comme 1800x5500 fait environ 10 millions, l'observation d'une étoile de type solaire à un moment donné aurait une chance sur 10 millions de tomber lors d'un transit d'une planète qui serait jovienne quant à sa distance à l'étoile.

Et Gaia doit observer 1 milliard d'étoiles.

 

Je m'attends donc à une moisson d'une centaine de jupiter froids au bas mot. Si on ne les trouve pas, c'est qu'en moyenne les systèmes planétaires n'ont pas autant du Jupiter froids que le nôtre.

 

Je dis des bêtises?

Modifié 19 décembre 2013 par elarwen
petite correction de faute de frappe