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Un transit planétaire surprenant dans la Grande Ourse

ActualitéClassé sous :Astronomie , étoile , HD 80606

L'événement avait une chance sur dix de se produire : une planète passerait peut-être, entre le 13 et le 15 février 2009, devant son étoile, HD 80606, dans la constellation de la Grande Ourse. A l'Observatoire de Haute-Provence, une équipe de chercheurs européens était aux aguets. Le 14 février, la planète était au rendez-vous...

Les deux étoiles HD 80606 (à droite) et HD 80607 (à gauche) observées la nuit du transit au télescope de 120 cm. © OHP/LAM-OAMP

L'étoile HD 80606 dans la constellation de la Grande Ourse présente la double particularité d'une part d'appartenir à un système d'étoiles doubles, et d'autre part d'être le soleil d'une exoplanète très excentrique. L'orbite de celle-ci est très allongée, au point qu'elle passe au plus près de son étoile à 3% de la distance Terre-Soleil et au plus loin, à 87% de cette distance. C'est une planète géante, quatre fois plus massive que Jupiter, qui tourne autour de son étoile en 111 jours.

Cette planète a été découverte en 2001 à l'Observatoire de Haute- Provence avec le spectrographe Elodie, donc par la mesure du décalage spectral causé par le léger mouvement de l'étoile induit par la présence de la planète. Récemment, une équipe américaine annonçait le passage de la planète exactement derrière son étoile, au moment du périastre (point le plus proche entre la planète et l'étoile). Cette configuration particulière est extrêmement rare et cette première découverte fit grand bruit dans la communauté des scientifiques intéressés par les exoplanètes.

L'étude américaine avait alors pu prévoir le moment où la planète passerait devant son étoile, tout en signalant qu'il n'y avait qu'une chance sur 10 environ pour que l'alignement nécessaire se produise également.

Le transit observé le 14 février correspond au passage de la planète devant le disque de l'étoile, à une distance de 0,29 UA. (Cliquer sur l'image pour l'agrandir.) © OHP/LAM-OAMP

Deux méthodes pour observer le même transit

C'est cette observation qu'a menée une équipe de scientifiques européenne à, le 14 février 2009, conduite par Claire Moutou, chargée de recherche au CNRS au Laboratoire d'Astrophysique de Marseille (LAM-OAMP, CNRS-INSU/Université de Provence). Ce jour-là, fête de la Saint-Valentin, le soleil avait rendez-vous avec son exoplanète... Le transit planétaire a été détecté sans ambigüité, à la fois par spectroscopie et par  photométrie (mesure de l'affaiblissement de la luminosité de l'étoile, c'est la méthode dite du transit).

Cette détection a été effectuée avec le spectrographe Sophie installé au foyer du télescope de 1,93 m en mesurant la distorsion des raies spectrales. Simultanément, la caméra photométrique du télescope de 1,20 m, en mesurant la lumière émise par l'étoile HD 80606, détectait le passage de l'ombre de l'exoplanète devant le disque de son soleil, ce qui a permis d'en mesurer le rayon, qui est de 0,86 fois celui de Jupiter pour une exoplanète ayant 4 fois la masse de notre planète géante.

Les planètes en transit sont étudiées plus finement que la majorité des autres exoplanètes car cette situation donne accès à la mesure de leur rayon et de leur masse, de façon indépendante. Actuellement, sur les 340 exoplanètes connues, seules 50 ont pu être caractérisées grâce à ces deux méthodes de détection.

La plupart des exoplanètes en transit connues à ce jour ont une période orbitale inférieure à 5 jours, et la proximité de l'étoile rend leur environnement extrême. « Avec cette nouvelle détection à l'Observatoire de Haute-Provence, le record de période des planètes à transit passe de 21 jours à 111 jours!  C'est un saut important, qui permet de mieux estimer l'impact de l'irradiation stellaire dans la structure des planètes géantes et le rôle de la migration dans son évolution » précise Claire Moutou. Les saisons sur cette exoplanète ressemblent à des étés courts et brûlants suivis d'hivers infiniment longs et glacés.