Actualité exoplanétaire

[econseil]

L'excellente revue L'Astronomie (n° de janvier 2016) consacre justement un article de 4 pages à l'observation des exoplanètes par les amateurs (avertis)

 

Il y est donné ce lien vers une base de données à la disposition des observateurs :

 

http://var2.astro.cz/ETD/

 

C'est pile poil là qu'on va chercher les cibles et qu'on diffuse nos mesures

Il y a une grosse centaine de cibles potentielles, et ça commence à s'attraper avec un T150 et un APN pour les moins difficiles.

Modifié 31 janvier 2016 par econseil

[jackbauer]

Une question que je me pose : on est capable de détecter les exoplanètes par vitesse radiale depuis le milieu des années 1990, grâce au progrès des spectrographes.

Mais pour les transits ? Puisque c'est à la portée de modestes télescopes, pourquoi a t-il fallu attendre si longtemps ? Performance des capteurs CCD ou tout simplement personne n'en a eu l'idée ?

[cmltb612]

Une question que je me pose : on est capable de détecter les exoplanètes par vitesse radiale depuis le milieu des années 1990, grâce au progrès des spectrographes.

Mais pour les transits ? Puisque c'est à la portée de modestes télescopes, pourquoi a t-il fallu attendre si longtemps ? Performance des capteurs CCD ou tout simplement personne n'en a eu l'idée ?

 

Bonjour,

 

C'est une simple question de géométrie : par l'exploration des vitesses radiales, on peut détecter une planète dans n'importe quelle configuration orbitale autour d'une étoile (mais sans qu'il soit possible de déterminer l'inclinaison de son plan orbital par rapport à nous).

Pour détecter un transit, il faut que l'inclinaison orbitale amène cette planète en ligne avec l'observateur. C'est beaucoup plus rare, et donc moins facile à détecter.

Si l'on estime qu'une étoile sur deux au moins possède un système planétaire, les contraintes sur l'inclinaison ramènent à 1 pour 1000 à 3000 la fraction des planètes qui transitent. Cela dépend notamment de la classe stellaire (diamètre), de la distance de la planète à l'étoile, et de sa taille.

 

c

[jackbauer]

Oui je sais, mais ma question portait sur la technologie...

[econseil]

Oui je sais, mais ma question portait sur la technologie...

 

J'ai retrouvé un document rédigé par un astronome de l'observatoire de Marseille qui indiquait, en 1938, que la méthode des transits était la seule (à l'époque) qui permette de découvrir des planètes autour d'autres systèmes stellaires : http://econseil.blogspot.fr/2013/12/comment-trouver-des-exoplanetes-en-1938.html

 

L'avènement des cellules photoélectriques devait leur permettre de voir passer des Jupiter devant leur étoile car ils estimaient pouvoir mesurer une baisse d'un centième de magnitude.

Mais à cette époque, on envisageait les planètes de type "Jupiter" uniquement loin de leur étoile, avec des périodes de révolution de l'ordre de la dizaine d'années.

Comme il faut au minimum 3 observations de transits pour déclarer une découverte, ça allait prendre au moins 30 ans pour en trouver une.

 

La principale difficulté résidait dans la compilation de centaines d'images par nuit, avec des centaines d'étoiles sur chacune, et il aurait fallu mesurer au centième de magnitude toutes ces étoiles, compiler les valeurs dans des graphiques (oublions Excel) en espérant voir passer un transit.

Et une nuit ne suffit pas, il faut le faire toutes les nuits, recouper ensemble les mesures de chaque nuit sur des périodes de plusieurs années.

 

Et par dessus le marché, cette opération que tu effectues pour une petite zone du ciel, tu dois la répéter pour en couvrir une grande.

 

C'est une entreprise pharaonique pour un type qui n'a pas d'informatique appropriée.

Et difficile d'expliquer à son responsable qu'on va mobiliser un télescope pendant 30 ans pour peut-être trouver une planète.

 

Ce qu'on ne savait pas à l'époque, c'est que des Jupiter, on en trouve aussi proches de leur étoiles, gravitant autour d'elle en 3-4 jours.

Alors les premiers qui ont vraiment cherché n'ont pas eu trop de mal à en trouver.

 

Aujourd'hui, ces opérations prennent quelques minutes sur un ordinateur standard avec les bons logiciels. Même les PC d'il y a 20 ans seraient à la ramasse en faisant ça.

Tu fais tes images tranquillement pendant la nuit. Le matin tu lances le prétraitement sur 400 images ainsi que l'alignement. Et un logiciel peut faire les courbes de lumières de tes centaines d'étoiles sur tes centaines d'images en quelques minutes. Et cerise sur le gâteau, le logiciel te dit quelle étoile a varié.

Nos capteurs "amateurs" sont également bien meilleurs. Le millième de magnitude peut être atteint sans trop de difficultés.

[jackbauer]

ok, merci pour la réponse

[cmltb612]

Oui je sais, mais ma question portait sur la technologie...

 

Jack,

 

Une chance sur 1000 à 3000 en tirant au hasard. C'est faible, et cela explique pourquoi cela ne s'est pas fait avant.

Par-delà le problème conceptuel, le problème technologique était implicite dans ma réponse ; Emmanuel a explicité, merci ;-)

 

En fait, la technologie permettant ce type de photométrie existe depuis, disons 30 ans chez les professionnels, et depuis 20 ans chez les amateurs (Audine date de 97, pour ne parler que de la France).

 

En surveillant une étoile de type M choisie au hasard, tu as en gros une chance sur 1000 de voir un transit. Si tu cherches un Jupiter chaud (encore faut-il prendre en compte que cela puisse exister), tu dois donc surveiller 1000 type M, chacune pendant 48 heures. Total : 48000 heures de surveillance pour trouver une planète, si tu surveilles les étoiles une par une. A raison de 6 heures d'observation effective par nuit, en moyenne, tu as donc besoin de 8000 nuits claires, soit 22 ans sous un très très bon ciel.

 

Tu peux contourner le problème en choisissant des champs contenant 4 ou 5 type M à surveiller, avec l'optique qui va avec. L'informatique suit toujours la taille des capteurs, depuis les années 90.

Il y a 18 ans de cela, on pouvait très bien sortir des courbes photométriques de très belle tenue en quelques dizaines de minutes, ou en quelques heures tout au plus, sur un 486dx (ou sur un petit Pentium quelques temps après), même sur des séries de 500 images obtenues en une nuit, tout comme on pouvait déjà compositer 2500 images de Saturne en une heure ou deux ; simplement le capteur n'était qu'en 640x480 ; en journée, tu peux toujours arriver à réduire de telles quantité de données si tu n'es pas hyper pressé.

 

Or donc, même en surveillant un champ qui contient 5 types M, tu as encore besoin de 4 à 5 ans avant d'arriver à un résultat. De quoi décourager beaucoup de monde.

 

Maintenant, si tu surveilles 10000 étoiles de type M par nuit (Wasp, SuperWasp, Kelt, TrES ..), tu vas beaucoup plus vite. Il faut des moyens informatiques plus importants, mais ça suit.

 

Ceci explique pourquoi les amateurs n'ont pas encore de transit d'exoplanète à leur palmarès. Mais ça viendra. C'est apparemment beaucoup moins excitant de surveiller des milliers de courbes que de passer 1000 heures à l'oculaire avant de mettre ton nom sur une comète (quand ça se faisait encore, s'entend).

 

En spectro, le problème est différent. Une chance sur deux que l'étoile que tu surveilles ait un système planétaire que tu puisses mettre en évidence. C'est généreux. Mais il faut de la très haute résolution : en gros il faut descendre à 50m/sec. Très peu d'amateurs en sont capables (mais ça s'arrange). Les professionnels y parviennent sans trop de difficulté depuis 30-40 ans, mais le nombre de télescopes disponibles est très faible, et le savoir-faire est dilué entre les spécialisations de chacun. On découvrirait donc plus d'exoplanètes par cette méthode que par la méthode des transits, forcément - il y aurait un facteur d'écart au moins, je dirais. Mais Kepler vient changer la donne.

 

Le problème conceptuel est sérieux également : que chercher dans un signal ? des planètes ? Si on n'en a pas l'idée, on peut passer dessus sans rien voir.

Quand Mayor et Queloz ont découvert 51Peg, c'est Geoffrey Marcy qui est venu à leur secours : il avait la planète dans ses observations depuis un moment, il mais n'avais pas su voir le signal.

 

c

[jackbauer]

Grand merci Chrismlt pour cette longue explication !

[jackbauer]

http://www.futura-sciences.com/magazines/espace/infos/actu/d/astronomie-atmosphere-superterre-diamant-irrespirable-61710/

 

(article en français)

 

Hubble est parvenu à caractériser l’atmosphère d’une «*super-Terre*», la très étudiée 55 Cancri e (située à 40 a.l)

[jackbauer]

La NASA lance officiellement le développement d’un nouveau télescope spatial, WFIRST (Wide Field Infrared Survey Telescope) dont le lancement est prévu en 2024

 

http://www.science-et-vie.com/2016/02/telescope-wfirst-le-cadeau-du-pentagone-a-la-nasa/

 

Un article de S.Brunier sur le futur joujou de la NASA, qui met l’accent sur le versant exoplanètes de la mission ; Mais son programme scientifique est bien plus vaste :

 

https://en.wikipedia.org/wiki/Wide_Field_Infrared_Survey_Telescope#Science_objectives

 

Une formidable moisson de résultats scientifiques en perspective, tout particulièrement du côté des exoplanètes…

Modifié 24 février 2016 par jackbauer

[Astro89]

Je n avais jamais entendu parler de cette mission ni même de ses préparatifs! Excellent ces miroirs qui ressurgissent du passé! J espère que le deuxième sera aussi exploiter!

[Niman1992]

Je n avais jamais entendu parler de cette mission ni même de ses préparatifs! Excellent ces miroirs qui ressurgissent du passé! J espère que le deuxième sera aussi exploiter!

 

En fait, Astro, le lancement de la mission n'aurait du intervenir qu'en 2017 mais le congrès américain a donné 90 millions de dollars pour cette mission au lieu de ....14 prévus par la Nasa, ce qui fait que le lancement intervient cette année.

Il y a quand même des contestations car il n'y a que 2 instruments WFI et surtout CGI, le coronographe qui devrait nous montrer de belles exoplanètes et en découvrir par la technique des microlentilles gravitationnelles.

Le coût est quand même de 2.3 milliards de dollars.

Niman1992

[jackbauer]

??

Niman, tu dois confondre avec un autre programme pare que le WFIRST ne sera pas lancé avant 2024...

[hdryx]

Super intéressante cette discussion, merci à vous pour toutes ces explications

 

Tu fais tes images tranquillement pendant la nuit. Le matin tu lances le prétraitement sur 400 images ainsi que l'alignement. Et un logiciel peut faire les courbes de lumières de tes centaines d'étoiles sur tes centaines d'images en quelques minutes. Et cerise sur le gâteau, le logiciel te dit quelle étoile a varié.

 

Une idée sur le logiciel en question?

[Niman1992]

??

Niman, tu dois confondre avec un autre programme pare que le WFIRST ne sera pas lancé avant 2024...

 

C'est bien ce que j'ai écris. Pour dire les choses autrement, la mission ne devait être acceptée officiellement qu'en 2017 pour un lancement en 2024, mais du fait des crédits accordés par le Congrès, le "lancement officiel" de cette mission a bien eu lieu la semaine dernière.

Niman1992

[Niman1992]

Regardez d'ailleurs les simulations faites. Et surtout la comparaison du coronographe de WFIRST avec celui du HST : conclusion : on va s'approcher vraiment de la zone habitable.

Je rêve quand même de voir 47 Ursa Majoris B et C pour la première fois en 2024...autour d'une étoile de 7 milliards d'années.

 

Cependant, selon J.Schneider indique qu' il faudrait un 4m pour pouvoir dénicher des planètes dans la zone habitable....ça tombe bien, une équipe US propose le HDST (high définition Space Telescope) de 11.7 m de diamètre...pour 2030.

 

 

Niman 1992

[jackbauer]

C'est bien ce que j'ai écris. Pour dire les choses autrement, la mission ne devait être acceptée officiellement qu'en 2017 pour un lancement en 2024, mais du fait des crédits accordés par le Congrès, le "lancement officiel" de cette mission a bien eu lieu la semaine dernière.

Niman1992

 

 

 

Ok Niman, tu voulais dire «*lancement officiel du développement du programme*» !

 

Pour en revenir au versant exoplanètes du programme scientifique, on peut se référer au copieux rapport sur la mission (319 pages) :

http://wfirst.gsfc.nasa.gov/science/sdt_public/WFIRST-AFTA_SDT_Report_150310_Final.pdf

 

 

Concernant le coronographe, page 59, les astronomes prévoient qu’il sera capable d’étudier des «*super-terres*», c’est-à-dire des planètes dont le rayon est compris entre celui de la Terre et celui de Neptune (les plus communes dans la galaxie, mais pas dans notre système !)

Mais peut-être qu'une petite planète dans la ZH d'une naine rouge... ?

 

 

 

En ce qui concerne les performances de détection du télescope, c’est impressionnant (page 46) :

 

Modifié 25 février 2016 par jackbauer

[Niman1992]

Petite précision sur ce document. Le désign du télescope WFIRST-AFTA a sensiblement évolué depuis mars 2015. Voir la présentation qui en a été faite le 9 octobre au Conseil National de la Recherches US par Neil Gehrels, responsable scientifique du projet.

 

http://sites.nationalacademies.org/cs/groups/ssbsite/documents/webpage/ssb_168712.pdf

 

NiMan 1992

[jackbauer]

Deux articles (en français), l’un sur le site de C&E (http://www.cieletespace.fr/node/21532), l’autre sur celui de S&V, signé S. Brunier (http://www.science-et-vie.com/2016/04/tw-hydrae-une-terre-en-formation-a-180-annees-lumiere-dici/) parlent du dernier communiqué de l’ESO à propos de l’observation de l’étoile TW Hydrae à l’aide de l’observatoire ALMA, le réseau géant de radiotélescopes installé au Chili.

 

TW Hydrae est une toute jeune étoile (seulement 10 millions d'années) à 175 a.l autour de laquelle un disque protoplanétaire a été mis en évidence.

 

Extrait de l’article de S.B :

 

«*…l’équipe internationale de Sean Andrews a fait une belle découverte : tout près de l’étoile TW Hydrae, le disque montre une division sombre, il y a là probablement une planète, ou une planète en formation. Cette division se trouve à 150 millions de kilomètres environ de l’étoile : c’est la distance de la Terre au Soleil… Deux autres divisions sombres dans le disque, à trois et six milliards de kilomètres, indiquent la possible existence de planètes naissantes à des distances correspondant dans notre propre système solaire aux distances de Uranus et Pluton.

Une autre Terre est-elle en train de naître autour de la jeune étoile TW Hydrae ? Pour s’en assurer, les chercheurs devront attendre un peu : Alma est ici aux limites de ses possibilités instrumentales, son extension maximale de 14 kilomètres étant atteinte. Pour en savoir plus, nous devrons attendre la mise en service du télescope infrarouge spatial JWST en 2018, ou du télescope géant européen E ELT en 2024…

 

Le communiqué de l’ESO (en français) :

http://www.eso.org/public/france/news/eso1611/

 

L’image spectaculaire, les sillons sombres trahissent l’absence de poussière et donc, peut-être, la naissances de planètes…

 

Modifié 4 avril 2016 par jackbauer

[Paul_Wi11iams]

Deux articles (en français), l’un sur le site de C&E (http://www.cieletespace.fr/node/21532), l’autre sur celui de S&V, signé S. Brunier (http://www.science-et-vie.com/2016/04/tw-hydrae-une-terre-en-formation-a-180-annees-lumiere-dici/) parlent du dernier communiqué de l’ESO à propos de l’observation de l’étoile TW Hydrae à l’aide de l’observatoire ALMA, le réseau géant de radiotélescopes installé au Chili.

 

TW Hydrae est une toute jeune étoile (seulement 10 millions d'années) à 175 a.l autour de laquelle un disque protoplanétaire a été mis en évidence.

 

Extrait de l’article de S.B :

 

«*…l’équipe internationale de Sean Andrews a fait une belle découverte : tout près de l’étoile TW Hydrae, le disque montre une division sombre, il y a là probablement une planète, ou une planète en formation. Cette division se trouve à 150 millions de kilomètres environ de l’étoile : c’est la distance de la Terre au Soleil… Deux autres divisions sombres dans le disque, à trois et six milliards de kilomètres, indiquent la possible existence de planètes naissantes à des distances correspondant dans notre propre système solaire aux distances de Uranus et Pluton.

Une autre Terre est-elle en train de naître autour de la jeune étoile TW Hydrae ? Pour s’en assurer, les chercheurs devront attendre un peu : Alma est ici aux limites de ses possibilités instrumentales, son extension maximale de 14 kilomètres étant atteinte. Pour en savoir plus, nous devrons attendre la mise en service du télescope infrarouge spatial JWST en 2018, ou du télescope géant européen E ELT en 2024…

 

Le communiqué de l’ESO (en français) :

http://www.eso.org/public/france/news/eso1611/

 

L’image spectaculaire, les sillons sombres trahissent l’absence de poussière et donc, peut-être, la naissances de planètes…

http://i.imgbox.com/9CMvZ9Jv.jpg

Merci d'abord pour l'info.

 

Comme pour un autre post récent, la largeur de l'image supprime les retours de ligne dans le texte associé. Comme cela pourra être le cas chez d'autres, je poste d'abord pour pouvoir lire ton texte en citation. Une vignette serait mieux pour une autre fois !

 

Il y a bien eu une découverte similaire il y a quelque temps, mais avec une vue un peu en biais ?

 

Là, nous sommes pile dans l'axe de rotation !

 

Ma réaction à chaud, c'est de penser que la formation des planètes est incroyablement rapide. Chaque planète en formation doit être en train de vider tous les résidus qui arrivent dans son passage.

 

Sans connaître grand chose sur la dynamique orbitale, j'imagine par ailleurs que ce système planétaire bien circulaire doit être propice à la stabilité à long terme, donc à la vie.

 

Chaque nouvelle découverte rend l'hypothèse dite "de la terre rare" un peu plus dur à défendre.

Modifié 4 avril 2016 par Paul_Wi11iams

[Interstellaire]

Bonjour,

 

j'imagine par ailleurs que ce système planétaire bien circulaire doit être propice à la stabilité à long terme, donc à la vie.

 

Pas trop long quand même car la vie se décuple grâce à des instabilités périodiques.

 

Chaque nouvelle découverte rend l'hypothèse dite "de la terre rare" un peu plus dur à défendre.

 

En même temps on se focalise trop sur une terre jumelle, la vie peut probablement se développer dans un environnement totalement différent.

[Jean-ClaudeP]

Ce qui est intéressant dans toutes ces nouvelles découvertes, auxquelles nous n'avions pas accès il y a une dizaine d'années, c'est qu'elles confirment un certain nombre de scénarios décrivant la formation du Système Solaire. Ceux-ci avaient été imaginés à une époque où il était impossible de les valider par des expériences.

Ainsi, les grosses planètes gazeuses extérieures qui une fois leur cœur formés se mettent à attirer la poussière et le gaz tout au long de leur orbite créent ainsi un sillon circulaire. Or c'est bien se genre de sillon que l'on voit ici.

De même le concept de migration des planètes près de leur étoile est maintenant confirmé par l'existence de Jupiter chauds près de leurs étoiles (exemple 51Pegb)

sources : La Recherche

Formation of planetary system

[jackbauer]

CATASTROPHE (??)

 

http://www.nasa.gov/feature/mission-manager-update-kepler-spacecraft-in-emergency-mode

 

Mission Manager Update: Kepler spacecraft in emergency mode :(

 

 

Ce que raconte S.B dans son dernier papier sur le site de S&V ne va peut-être pas se réaliser…

 

 

 

http://www.science-et-vie.com/2016/04/exoplanetes-les-astronomes-vont-surveiller-la-voie-lactee-24-heures-sur-24/

 

intro :

Depuis ce matin et durant les trois mois qui viennent, une armada de télescopes, dans l’espace et sur Terre, va scruter 24 h sur 24 le cœur de la Voie lactée… C’est une expérience fascinante que les astronomes du monde entier lancent, dans l’espoir de mieux connaître la population d’exoplanètes de notre galaxie. Dans l’espace, deux télescopes de la Nasa, Kepler et Spitzer. Sur Terre, une vingtaine de télescopes, répartis à la surface entière du globe, depuis l’Australie jusqu’à Hawaii en passant par l’Afrique du Sud et l’Amérique du Sud, pour que jamais la Voie lactée ne se couche jusqu’au début juillet. Objectif de cette observation hors norme ?

Surveiller le bulbe galactique, où se pressent littéralement « les une contre les autres » des dizaines de millions d’étoiles, afin de découvrir des exoplanètes très lointaines. Très éloignées de la Terre, d’abord, et très éloignées de leurs étoiles, ensuite.

En effet, la technique utilisée par les chercheurs dans le cadre de cette expérience, dite « K2 », pour « Kepler 2 », est celle des « micro lentilles gravitationnelles », capable de détecter une population de planètes très différente de celle découvertes par les techniques traditionnelles.

Modifié 9 avril 2016 par jackbauer

[pas03410]

Beaucoup de problèmes à répétition pour ce pauvre Kepler...

[jackbauer]

Bonne nouvelle concernant KEPLER : la situation semble revenue à la normale !!

 

http://www.nasa.gov/feature/mission-manager-update-kepler-recovered-from-emergency-and-stable

 

Ouf !

[pas03410]

Oui, bonne nouvelle, même s'il n'en sort pas indemne et que le programme risque d'être chamboulé : http://www.futura-sciences.com/magazines/espace/infos/actu/d/exoplanetes-telescope-kepler-repris-esprits-mise-jour-62364/

[alex31]

Non ! Cette étude concerne les candidates de KEPLER en attente de confirmation (uniquement les planètes géantes seules autour d'une étoile)

Cela ne concerne pas celles déjà confirmées qui ont le matricule Kepler-x

 

le papier : http://arxiv.org/abs/1511.00643

 

A noter que le principal auteur est Alexandre Santerne, qui est membre du forum (Alex 31)

Dommage qu'il ne passe plus ici pour laisser un commentaire...

 

Si si, je passe de temps en temps mais je ne laisse pas forcement de commentaires

[Jean-ClaudeP]

Dans le document de A. Santerne : http://arxiv.org/abs/1511.00643

Il est dit dans l'abstract :

to measure a false-positive rate of 54.6 +/- 6.5 % for giant-planet candidates orbiting within 400 days of period

je n'ai pas bien compris ce false-positive rate, s'agit-il de mesurer le taux de planètes géantes dont la période est inférieure ou égale à 400 j. ?

[cmltb612]

Dans le document de A. Santerne : http://arxiv.org/abs/1511.00643

Il est dit dans l'abstract :

to measure a false-positive rate of 54.6 +/- 6.5 % for giant-planet candidates orbiting within 400 days of period

je n'ai pas bien compris ce false-positive rate, s'agit-il de mesurer le taux de planètes géantes dont la période est inférieure ou égale à 400 j. ?

 

Salut jean-Claude,

 

Il s'agit de la quantité d'objets qui ne sont pas des planètes, parmi les candidats-planètes dont la période est inférieure à 400 jours. Il y a, notamment, de faux transits, correspondant en fait à des étoiles binaires à éclipses situées à proximité de l'étoile surveillée, et dont la lumière vient parasiter le signal, et de vrais transits de fausses planètes : naines brunes.

 

C.

[Jean-ClaudeP]

chrismlt : Merci pour la réponse, naïvement, j'avais imaginé que seules des exoplanètes pouvaient produire des transits.