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L'atmosphère d'exoplanètes étudiée depuis la Terre !

ActualitéClassé sous :Astronomie , exoplanète , OGLE-TR-56b

Spitzer va bientôt être à court d'hélium et ne pourra plus observer l'atmosphère des exoplanètes. De façon inespérée, des télescopes au sol peuvent prendre le relais et l'émission thermique de deux Jupiter chauds a même été observée. L'étude des atmosphères d'exoplanètes ne s'arrêtera donc pas.

Le VLT au Soleil couchant. Crédit : Sylvie Robbe-Dubois, Yves Bresson et Alain Delboubé

Afin de détecter le faible rayonnement infrarouge en provenance des étoiles et des exoplanètes, les instruments du télescope Spitzer sont refroidis grâce à 360 litres d'hélium superfluide, une quantité suffisante pour cinq années de fonctionnement. En particulier, son miroir en béryllium doit être maintenu à une température de 5,5 K et d'autres parties à 1,4 K. Aujourd'hui, les réserves d'hélium de ce satellite lancé en 2003 sont sur le point de s'épuiser. Le bruit thermique implacable ne rendra pas le télescope aveugle mais, bien pire, il l'éblouira. En effet, la lumière infrarouge en provenance des astres sera noyée par le propre rayonnement thermique du satellite.

Spitzer a permis de faire des découvertes magnifiques dans bon nombre de domaines, en particulier celui des exoplanètes et de leurs atmosphères. L'éblouissement inéluctable de ce télescope spatial ne marquera pourtant pas la fin de ces observations. Les progrès des instruments et des techniques de traitements d'images sont tels que des instruments au sol sont désormais capables de rivaliser, dans certains cas, avec les télescopes mis en orbite il y a plusieurs années pour s'affranchir des limites de l'atmosphère terrestre, en particulier celle de la turbulence.

OGLE-TR-56b presque éclipsée par son étoile hôte (vue d'artiste). Crédit : David Sing

600 images pour 3000 photons

Des raies d'absorption dans la lumière d'étoiles témoignant de la présence d'une atmosphère autour de planètes gravitant autour d'elles avaient déjà été observées depuis le sol. On vient de faire mieux. Pour la première fois, c'est l'émission thermique propre de certaines exoplanètes qui a pu être observée. Il s'agit de celle de deux Jupiter chauds de grandes tailles orbitant assez près de leurs soleils, une prouesse réalisée par deux groupes indépendants d'astronomes.

Le premier groupe est composé de David Sing, qui travaille à l'IAS de Paris, et de Mercedes López-Morales du célèbre Carnegie Institution's Department of Terrestrial Magnetism. A l'aide des télescopes du VLT et de l'observatoire de Las Campanas au Chili, les deux chercheurs ont observé l'exoplanète OGLE-TR-56b une première fois devant son étoile et une seconde fois alors qu'elle était éclipsée par elle. En faisant la différence entre les deux images, l'émission thermique propre de la planète chauffée à plus de 4.000 K peut ainsi être mesurée. De cette manière, on peut analyser l'atmosphère de cette exoplanète située à environ 5.000 années-lumière en direction du centre de la Voie lactée. Toutefois, il aura quand même fallu 600 images pour parvenir à un résultat et cela représente, dans ce cas, la détection d'environ 3.000 photons.
Le second groupe est composé d'astronomes hollandais et il se sont, eux, intéressés à l'étoile TrES-3b.

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