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En vidéo : l'héritage de Corot, le chasseur d'exoplanètes

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Après une mission deux fois plus longue que prévu, le satellite Corot du Cnes, capable d'écouter la musique des étoiles et de chasser les exoplanètes, va être mis à la retraite. Retour sur un bilan scientifique remarquable, qui a permis de passer de l'ère de la détection des exoplanètes à celle de leur étude détaillée, et qui a ouvert une fenêtre sur l'intérieur des étoiles.

Le satellite Corot a définitivement cessé d'émettre vers la Terre après une mission de six ans, qui lui aura permis de débusquer une trentaine d'exoplanètes. © Cnes

Lancé le 26 décembre 2006, le télescope spatial Corot est né d'une initiative française. Il a été réalisé sous la maîtrise d'œuvre du Cnes et sous la responsabilité scientifique de l'observatoire de Paris, qui préside le comité scientifique rassemblant de nombreux laboratoires français et étrangers. Il restera une référence scientifique.

Satellite pionnier, dédié à l'étude des étoiles et à la recherche de planètes extrasolaires, il a dès son lancement démontré l'efficacité de la méthode employée : la mesure ultraprécise (à un dix millième) de l'intensité lumineuse des étoiles sur de longues durées (plusieurs mois) et de façon quasi continue. Avec à la clé une moisson de résultats inédits loin d'être terminée, puisqu'une partie importante des données reste à exploiter.

Depuis le 2 novembre 2012, le télescope spatial du Cnes ne fournit plus de données scientifiques. Une ultime tentative de reprise de contact avec l'instrument du satellite a eu lieu en mai, au Cnes de Toulouse. © Cnes, Dailymotion

Les succès de Corot, initialement prévu pour une durée de vie de trois ans, avaient conduit le Cnes et ses partenaires à prolonger sa mission en 2009, puis en 2012. Mais après six ans de bombardement intense par les particules de haute énergie qui sillonnent l'espace, l'instrument de Corot a cessé de transmettre ses données le 2 novembre dernier. Il a probablement été victime de l'une de ces particules, et n'a pu être remis en service à distance par les équipes techniques du Cnes et du CNRS. Un ensemble d'opérations va maintenant être réalisé pour abaisser l'orbite de Corot, réaliser des expérimentations technologiques puis passiver le satellite. Le voyage de Corot se terminera ensuite lorsqu'il se consumera dans l'atmosphère terrestre.

Corot, le chasseur d'exoplanètes

Dans le domaine des exoplanètes, Corot a ouvert l'exploration des petits astres, avec la découverte de la première exoplanète tellurique confirmée autour d'une étoile semblable à notre Soleil. Il démontrait ainsi l'atout des observations spatiales. Au total, il a révélé à ce jour 32 exoplanètes, et une centaine d'autres sont en cours de confirmation.

Grâce à l'appui d'un vaste réseau d'observations complémentaires réalisées au sol, on dispose de précieuses informations pour ces planètes : leur rayon, leur masse (et donc leur densité) révélatrice de la structure et de la composition interne de la planète, l'inclinaison et l'excentricité de leur orbite. Au-delà des nombres, c'est leur extraordinaire diversité qui est frappante, notamment avec les géantes gazeuses.

Des exoplanètes aux naines brunes

Certaines planètes, comme Corot-7b, orbitent autour de leur étoile en moins de 24 heures. Corot-9b à l'inverse, avec sa période de 95 jours, reste l'une des très rares exoplanètes « tièdes » en transit connues. Les densités de ces planètes présentent également d'étonnantes différences : celle de Corot-20b est près du double de celle de la Terre, révélant une structure interne très enrichie en éléments lourds, dont l'origine est difficile à expliquer par les modèles actuels de formation des planètes. D'autres, comme Corot-26b, sont encore moins denses que Saturne, avec une taille anormalement grande, elle aussi difficile à expliquer. Enfin, Corot a permis les premières mesures du rayon des naines brunes, intermédiaires entre les étoiles et les planètes.

La formation et l'évolution des systèmes planétaires, basées jusque dans les années 1990 uniquement sur notre propre Système solaire, a connu un bouleversement avec la découverte depuis le sol des premières exoplanètes, très différentes en matière d'orbite ou de masse. Mais sans plus d'informations, il restait difficile d'en savoir plus sur leur nature. La mission spatiale, avec son programme d'observations complémentaires au sol, a ainsi fait passer la science des exoplanètes de l'ère de la détection à celle de la caractérisation et des études détaillées.

Annie Baglin s'occupe de la mission Corot en France. Elle parle ici de l'héliosismologie. Transférée aux autres étoiles, elle devient l'astérosismologie. © Groupe ECP, www.dubigbangauvivant.com, YouTube

La sismologie stellaire avec Corot

Corot et le suivi au sol ont également ouvert une autre voie nouvelle, l'étude conjointe de l'étoile, de son cortège planétaire et leurs interactions : effets de marée dans les étoiles, impact du rayonnement de l'étoile sur la structure de la planète, etc. Corot a tout autant révolutionné la physique stellaire. En mesurant les fréquences et les amplitudes de vibration des étoiles avec une précision inédite, il a littéralement lancé un nouveau domaine : l'analyse temporelle de la microvariabilité des étoiles.

Ces fréquences de vibration des étoiles, comme celles des instruments de musique, fournissent un diagnostic unique sur la structure, le fonctionnement et l'âge de l'astre. Parmi les nombreux résultats de Corot, la découverte de vibrations comparables à celles du Soleil dans des étoiles très différentes, notamment plus massives ou plus vieilles, est fondamentale. L'enjeu est ici de mieux comprendre le fonctionnement interne des étoiles, ces usines où sont fabriqués tous les ingrédients des planètes et de la vie.

Sur la gauche, on voit la structure interne du Soleil avec son cœur (core) où l'hydrogène « brûle » pour donner de l'hélium. L'essentiel du Soleil est dominé par la zone radiative (jaune), où le transfert de chaleur se fait par rayonnement. En surface, on voit la zone convective, où c'est la convection dans un fluide (comme dans l'eau d'une casserole qui bout) qui assure ce transfert. À droite, on voit une géante rouge beaucoup plus imposante que le Soleil (échelle en bas à droite), dominée par la convection. Elle « brûle » son hydrogène autour de son cœur en hélium. © ESO

Éclairage sur les géantes rouges

Pour les géantes rouges, ces étoiles en fin de vie très répandues dans notre Galaxie, Corot a démontré que les propriétés des oscillations sont des indicateurs précis de leur masse, de leur rayon et de leur âge. Il a pu les mesurer jusqu'au fin fond de notre Galaxie. Un résultat majeur qui, combiné à la mesure des positions et des vitesses avec Gaia, dévoilera l'histoire et l'avenir de ces régions lointaines de la Voie lactée.

Si l'héritage de Corot est considérable, ses successeurs sont nombreux. À l'Esa, la mission Cheops, sélectionnée en 2012 pour un lancement en 2017, et les missions Echo et Plato, en compétition pour un lancement en 2024, se nourrissent de l'expérience de Corot. Au sol, de nombreuses campagnes de détection d'exoplanètes sont en cours. Outre-Atlantique, le satellite Kepler de la Nasa (aujourd'hui lui aussi arrêté) a suivi Corot à partir de 2009, et la mission Tess vient d'être sélectionnée. En 2012, malgré les succès de Kepler, la majorité des téléchargements de données depuis l'archive Corot a été effectuée depuis les États-Unis.

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