Une vue d'artiste du satellite Tess, construit par Orbital ATK pour une durée de vie initiale de deux ans. © NASA's Goddard Space Flight Center

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Le satellite Tess débute sa chasse aux exoplanètes

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Le Transiting Exoplanet Survey Satellite (Tess) a commencé depuis la fin du mois de juillet sa chasse à des transits d'exoplanètes, a annoncé la Nasa. Successeur de Kepler, il devrait débusquer des exoterres suffisamment proches de la Terre pour que le télescope James-Webb puisse analyser, en partie, la composition de leurs éventuelles atmosphères.

Si l'on peut raisonnablement être pessimiste en ce qui concerne les progrès en physique des hautes énergies pour les décennies à venir, paradoxalement en raison de l'extraordinaire succès du modèle standard, que l'on peut même appeler « la théorie standard » comme l'a proposé Jean Iliopoulos lors du colloque en hommage à Pierre Binétruy, il n'en est pas de même pour l'exobiologie.

En effet, il y a eu les découvertes fascinantes des geysers d'Encelade et d'Europe ainsi que celles du méthane et des molécules organiques sur Mars faites par Curiosity (dans une moindre mesure, la découverte probable d'un grand lac d'eau liquide au pôle Sud de la Planète rouge est aussi prometteuse). On peut penser que des formes de vie sont apparues dans les océans d'Europe et Encelade et certaines des missions prévues dans les 20/30 prochaines années pourraient fortement renforcer ces présomptions. Hélas, ni Carl Sagan ni André Brahic ne seront là pour assister à ces éventuelles percées en exobiologie.

Présentation de Tess (Transiting Exoplanet Survey Satellite). Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle blanc en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître. Cliquez ensuite sur l’écrou à droite du rectangle, puis sur « Sous-titres » et enfin sur « Traduire automatiquement ». Choisissez « Français ». © Nasa, GFSC

Une autre raison pour être modérément optimiste est la découverte des exoplanètes en grand nombre et l'arrivée prochaine en orbite du télescope spatial James-Webb, si tout se passe comme prévu. De plus, la Nasa vient de faire savoir que le successeur du télescope Kepler, le Transiting Exoplanet Survey Satellite, c'est-à-dire Tess, avait commencé sa quête des exoplanètes le 25 juillet 2018. Les résultats de sa première campagne de mesures devraient être fournis à la Terre lorsqu'il sera au périastre de son orbite autour de la Planète bleue en août, puis tous les 13,5 jours.

Des cibles pour la détection de biosignatures avec James-Webb

Comme son nom l'indique, Tess chasse les exoplanètes en tentant de détecter des transits périodiques de ces astres devant leurs étoiles hôtes, ce qui provoque des baisses tout aussi périodiques dans leurs courbes de lumière. Kepler a déjà permis aux astronomes de jouer à ce jeu qui permet de débusquer des exoplanètes et de déterminer leurs rayons, mais c'était en se concentrant sur une petite partie de la voûte céleste et pour des étoiles à des distances dépassant très généralement les 300 années-lumière dans la Voie lactée.

Tess va, lui, scanner à répétition toute cette voûte pendant deux ansau moins mais en ce concentrant sur des étoiles de type F5 à M5, d'une magnitude apparente supérieure à la magnitude 12, et surtout situées à moins de 300 années-lumière de la Terre et qui sont 30 à 100 fois plus lumineuses que celles observées par Kepler. Au total, il s'agira de 200.000 étoiles, en particulier les 1.000 naines rouges les plus proches.

Tess devrait découvrir des milliers d'exoplanètes en transit et parmi elles, 70 environ de la taille de la Terre ou plus grandes (une vingtaine pourrait être des superterres situées dans la zone habitable autour d'une étoile). Ce sont des cibles toutes trouvées pour être à la portée des instruments du James-Webb qui seront alors capables d'analyser jusqu'à un certain point les atmosphères des éventuelles exoterres découvertes, et peut-être y découvrir des biosignatures, bien que celles-ci aient de bonnes chances d'être ambiguës, comme nous l'expliquait Franck Selsis.

  • Un satellite pour découvrir et imager des planètes à moins de 300 années-lumière de nous va décoller.
  • Tess ne révolutionnera pas sa discipline mais il détectera une très grande variété de planètes. Il pourrait découvrir des planètes de la taille de la Terre.
  • Tess aidera les astronomes à définir une liste d'exoplanètes que l'observatoire spatial James-Webb regardera lors de la décennie prochaine.
Pour en savoir plus

Tess, le satellite chasseur d'exoplanètes, va décoller

Article de Rémy Decourt publié le 17/04/2018

SpaceX va lancer dans la nuit du 18 au 19 avril le satellite Tess, de la Nasa. Ce satellite chasseur d'exoplanètes succède à Kepler. En attendant la génération suivante, comme l'Européen Plato, Tess est aujourd'hui la meilleure chance pour découvrir des planètes similaires à la Terre en termes de taille et de masse.

Pour son septième lancement de l'année, contre trois pour Arianespace, SpaceX va mettre sur orbite le chasseur d'exoplanètes Tess. Ce satellite de la Nasa doit partir à bord d'un lanceur Falcon 9. Il doit décoller à 00 h 51 à l'intérieur d'une fenêtre de tir très courte de seulement 30 secondes. Ces 30 secondes, pendant lesquelles le lancement est possible pour atteindre le point de largage du satellite, sont un signe de confiance fort qu'accorde la Nasa au lanceur de SpaceX en termes de maturité et de fiabilité.

Lors de ce lancement, SpaceX devra récupérer l'étage principal du Falcon 9 qui devra se poser sur la plateforme « Of Course I Still Love You », stationnée dans l'océan Atlantique. Puis, 48 minutes après son décollage, Tess sera mis sur une orbite très elliptique avec un périgée de 108.400 kilomètres et un apogée de 376.300 kilomètres. Cette orbite aura une inclinaison de 37° et sera phasée à 90° par rapport à la Lune.

Au-delà de la Lune

Cette orbite n'a évidemment pas été choisie au hasard. Elle a plusieurs particularités. D'abord, elle amène le satellite au-delà de la Lune, bien que l'apogée de Tess se situe à 376.300 kilomètres. Il faut en effet savoir que la Lune tourne autour de la Terre sur une orbite elliptique, c'est-à-dire qu'elle ne se situe pas toujours à la même distance de notre Planète. Si, en moyenne, cette distance est de 384.467 km, elle varie de plusieurs milliers de kilomètres, entre 356.375 km et 403.720 km.

Autres particularités : l'orbite de Tess doit permettre de maintenir la Lune hors du champ de vision du satellite et le phasage de 90° va permettre d'annuler la force de gravité de la Lune contre le satellite pour ne laisser que la pression solaire l'impacter. Tess doit fonctionner pendant au moins deux années, au cours desquelles il cherchera des planètes extrasolaires par la méthode du transit.


Tess, le satellite chasseur d'exoplanètes

Article de Rémy Decourt publié le 05/04/2018

La Nasa s'apprête à lancer Tess. Le satellite succédant à Kepler partira le 16 avril. L'Agence spatiale américaine fait le pari de découvrir des planètes intéressantes du point de vue de l'exobiologie.

Un nouveau satellite chasseur d'exoplanètes s'apprête à être lancé. Il s'agit de Tess (Transiting Exoplanet Survey Satellite). Cette mission de la Nasa a pour objectif d'étudier des exoplanètes par transit ; elle s'inscrit dans la continuité de Kepler et prépare le terrain pour l'observatoire spatial James-Webb, le successeur d'Hubble, dont le lancement est maintenant prévu en 2020. Tess doit être lancé le 16 avril 2018. Il décollera du centre spatial Kennedy, de la Nasa, à bord d'un lanceur Falcon 9 de SpaceX.

Tess fait le pari de découvrir des planètes intéressantes du point de vue de l'exobiologie. Comme le souligne George Ricker, du Massachusetts Institute of Technology (MIT) et chercheur principal de la mission, « nous nous attendons à ce que Tess découvre un certain nombre de planètes dont les compositions atmosphériques contiennent des indices potentiels sur la présence de la vie et qui pourraient faire l'objet d'observations plus fines par de futurs observatoires spatiaux ou terrestres ».

Comme Kepler, pour découvrir des planètes, Tess utilisera la méthode dite « du transit planétaire ». Lorsqu'une planète passe devant son étoile, la luminosité apparente de l'étoile baisse légèrement, car une petite fraction de sa surface est cachée temporairement. L'analyse de la courbe de luminosité permet alors d'obtenir des renseignements sur les planètes, tels que la masse et la densité. Si Kepler a découvert quelque 2.600 exoplanètes confirmées situées autour d'étoiles entre 300 et 3.000 années-lumière de la Terre, Tess devrait en découvrir bien plus.

Avec Tess, la Nasa fait le pari de découvrir une multitude de planètes habitables, voire habitées, autour d'étoiles proches de nous. © Nasa

Une possibilité inédite de détecter des exoplanètes par imagerie directe

Tess se concentrera sur les étoiles situées à moins de 300 années-lumière et qui sont 30 à 100 fois plus lumineuses que les cibles de Kepler. La luminosité de ces étoiles permettra aux chercheurs d'utiliser la spectroscopie, l'étude de l'absorption et de l'émission de la lumière, pour déterminer la masse, la densité et la composition atmosphérique des planètes. L'eau et d'autres molécules clés dans l'atmosphère de ces dernières peuvent nous donner des indices quant à leur capacité à abriter la vie. On s'attend à ce que Tess observe plus de 200.000 étoiles avec, à la clé, la découverte de plusieurs milliers d'exoplanètes.

Tess aura aussi la capacité inédite d'imager quelques planètes, celles qui seront sur des orbites suffisamment grandes (d'un rayon d'au moins 0,5 unité astronomique). En effet, les astronomes auront, avec ce satellite, la formidable possibilité de faire à la fois de la spectroscopie des transits et des images de certaines planètes. Et ce d'autant plus facilement qu'étant relativement proches de nous, ces étoiles et planètes seront plus brillantes que celles observées par les télescopes spatiaux Corot (Cnes) et Kepler.

Pour cela, le satellite Tess utilisera quatre caméras à champ large, ce qui lui permettra d'observer 85 % du ciel. Pour les besoins de la mission, le ciel sera divisé en 26 secteurs, que le satellite observera un par un au rythme de 13 secteurs observés chaque année pendant trois mois.


Tess, un nouveau satellite pour découvrir des exoplanètes

Article de Rémy Decourt publié le 30/04/2013

La Nasa vient de sélectionner le télescope spatial Tess pour une mission de recherche d'exoplanètes. Il aura la particularité de réaliser à la fois la spectroscopie des transits et des images de ces planètes. Cette mission s'inscrit dans la continuité de celle de Kepler et prépare le terrain pour le télescope spatial James-Webb, le successeur d'Hubble dont le lancement est prévu en 2018.

Depuis la découverte des premières planètes extrasolaires autour de l'étoile HD 114762 b (en 1989), du pulsar PSR 1257+12 (en 1992), et de l'étoile 51 Pegasi (en 1995), les moyens de détection se sont améliorés. Si jusqu'au début des années 2000 les astronomes étaient seulement capables de découvrir des planètes géantes gazeuses bien plus grandes que Jupiter et assez éloignées de leur étoile, la situation a bien changé. Aujourd'hui, ces mêmes astronomes peuvent repérer des planètes rocheuses de la taille de la Terre, dans la zone d'habitabilité de leur étoile.

Avec l'arrivée prochaine d'une nouvelle génération de télescopes terrestres de plusieurs dizaines de mètres, et de télescopes spatiaux, dont James-Webb, les observations seront plus efficaces qu'aujourd'hui. Il sera possible d'imager la banlieue des étoiles, et également de bien mieux étudier l'astre lui-même.

Dans ce contexte, la Nasa a sélectionné le projet Tess (Transiting Exoplanet Survey Satellite, pour satellite d'étude des exoplanètes par transit) proposé par l'Institut de technologie du Massachusetts (MIT). Il s'agit d'un télescope spatial à plusieurs caméras destiné à rechercher des planètes habitables, autour d'étoiles proches du Soleil et d'étoiles au moins aussi lumineuses que lui. Il pourra même tenter d'en découvrir autour des étoiles les plus lumineuses du ciel.

Le principe du transit planétaire s'accompagnant d'une baisse de luminosité (brightness, en ordonnée) de l'étoile (en jaune), d'autant plus importante que l'exoplanète (en noir) est de grande taille par rapport à son soleil et qu'elle en est proche. © Institut d’astronomie de l’université d’Hawaï

Le télescope Tess trouvera-t-il des planètes habitables et proches ?

Pour découvrir des planètes, le satellite Tess utilisera la méthode dite du transit planétaire. Lorsqu'une planète passe devant son étoile, la luminosité apparente de l'étoile baisse légèrement, car une petite fraction de sa surface est cachée temporairement. L'analyse de la courbe de luminosité permet alors d'obtenir des renseignements sur les planètes, telles que la masse et la densité. Capable d'analyser la masse, la taille, la densité, l'orbite et l'atmosphère d'une multitude de petites planètes, le satellite Tess fera avancer l'étude des petites petites exoplanètes, et devrait accélérer les chances d'en découvrir certaines habitables (voire habitées). C'est du moins le pari des responsables scientifiques de la mission.

Comme l'explique Jean Schneider, chercheur au laboratoire Univers et théories de l'Observatoire de Paris, « parmi ces planètes extrasolaires, celles qui seront sur des orbites suffisamment grandes (d'un rayon d'au moins 0,5 unité astronomique) pourront être détectées par imagerie directe ». En effet, les astronomes auront avec Tess la formidable possibilité de « faire à la fois de la spectroscopie des transits et des images de ces planètes ». Et ce d'autant plus facilement qu'étant relativement proches de nous, étoiles et planètes seront plus brillantes que celles observées par les télescopes spatiaux Corot (Cnes) et Kepler (Nasa).

La spectroscopie des transits et l'imagerie directe d'une planète permettent de « sonder des couches différentes de son atmosphère, ce qui est très précieux pour la compréhension des phénomènes qui s'y déroulent ». Les télescopes spatiaux Corot et Kepler n'ont pas cette capacité, car ils ne peuvent détecter des transits planétaires que pour des étoiles à des centaines d'années-lumière.

Un catalogue d’exoplanètes pour le successeur d'Hubble

Le satellite Tess commencera ses observations en 2017, un an avant le lancement du télescope spatial James Webb. Au moment de la mise en service de ce successeur d'Hubble, cela permettra aux scientifiques de disposer d'un catalogue d'exoplanètes le plus à jour possible, et des cibles les plus favorables pour des enquêtes approfondies à réaliser depuis le sol ou l'espace.

Ce satellite sera construit par Orbital Sciences autour de la plateforme LEOStar-2, et aura une durée de vie initiale de deux ans (mais elle pourrait atteindre plusieurs années). Il tournera autour de la Terre sur une orbite elliptique qui l'amènera ni trop près ni trop loin de la Terre et de la Lune. Elle lui permettra de rester au-dessus, donc à l'abri, des dangereuses ceintures de radiations et de s'approcher suffisamment près de la Terre, toutes les deux semaines, pour envoyer ses données. Cette orbite est d'une très grande stabilité, les corrections de trajectoire seront donc très rares.

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Tess, chasseur d'exoplanètes, doit surveiller 200.000 étoiles  D'une durée de deux ans, la mission de Tess est de surveiller 200.000 étoiles pour y repérer d'éventuels transits d'exoplanètes potentiellement habitables depuis une vaste orbite l'amenant plus loin que la Lune. Les « candidates » qu'il aura trouvées seront étudiées de plus près par les futurs télescopes, comme le James-Webb Space Telescope (JWST).