Première lumière pour le chasseur d’exoplanètes ExTrA à l’Observatoire de La Silla

Communiqué de presse publié par l’ESO le 24 janvier 2018
Sur cette vue nocturne figurent les trois dômes d’ExTrA sous un ciel spectaculaire où l’on voit la constellation d’Orion (Le Chasseur) (centre droit) et l’amas des Pléiades (centre gauche).
Crédit : ESO/Petr Horálek
L’instrument français « Exoplanètes en transits et leurs atmosphères » (ExTrA), récemment installé à l’Observatoire de La Silla de l’ESO au nord du Chili, a effectué ses premières observations avec succès. ExTrA est conçu pour détecter la présence de planètes autour de naines rouges proches et étudier leurs propriétés. Cet instrument est piloté depuis Grenoble par l’équipe de Xavier Bonfils, chercheur CNRS à l’Institut de planétologie et d’astrophysique de Grenoble (IPAG/OSUG, CNRS/Université Grenoble Alpes).
Sur cette vue nocturne figurent les trois dômes d’ExTrA en avant-plan, et de nombreux autres télescopes implantés à l’Observatoire de La Silla de l’ESO en arrière-plan.
Crédit : ESO/Emmanuela Rimbaud

Un nouvel instrument a effectué avec succès ses premières observations du ciel depuis l’Observatoire de La Silla de l’ESO. Les télescopes ExTrA sont dédiés à la recherche ainsi qu’à l’étude des exoplanètes de type Terre en orbite autour de naines rouges proches. Le design novateur d’ExTrA permet d’atteindre une sensibilité plus élevée que celle caractérisant les études antérieures. Les astronomes disposent à présent d’un nouvel outil puissant pour détecter de potentiels mondes habitables.

L’instrument récemment installé à l’Observatoire de La Silla de l’ESO au nord du Chili, « Exoplanètes en Transits et leurs Atmosphères (ExTrA) », a effectué ses premières observations avec succès. ExTrA est conçu pour détecter la présence de planètes autour de naines rouges proches et étudier leurs propriétés. ExTrA est un projet français financé par le Conseil Européen de la Recherche ainsi que l’Agence Nationale de la Recherche. Les télescopes seront télécommandés depuis Grenoble, France.

Pour détecter et étudier les exoplanètes, ExTrA utilise trois télescopes de 0,6 mètre de diamètre [1]. Ces derniers mesurent, à intervalles réguliers, la quantité de lumière en provenance de nombreuses étoiles de type naine rouge et scrutent la moindre diminution de luminosité pouvant résulter du passage - ou transit - d’une planète devant le disque d’une étoile, l’obscurcissant légèrement.

“Parce que La Silla offre d’excellentes conditions atmosphériques, ce site a été retenu pour abriter l’ensemble des trois télescopes” explique Xavier Bonfils (Institut de Planétologie et d’Astrophysique de Grenoble / CNRS – Université Grenoble Alpes), le chef de projet scientifique. “La gamme de longueurs d’onde que nous observons – le proche infrarouge – est très facilement absorbée par l’atmosphère de la Terre. Nous devions donc disposer de conditions atmosphériques optimales : un air très sec et un ciel parfaitement noir. La Silla répondait parfaitement à ces exigences.”

L’European Southern Observatory (ESO) est la première organisation intergouvernementale pour l’astronomie en Europe et l’observatoire astronomique le plus productif au monde. Soutenu par 15 pays, l’ESO conduit d’ambitieux programmes pour la conception, la construction et la gestion de puissants équipements pour l’astronomie au sol qui permettent aux astronomes de faire d’importantes découvertes scientifiques. L’ESO joue également un rôle de leader dans la promotion et l’organisation de la coopération dans le domaine de la recherche en astronomie. L’ESO gère trois sites d’observation uniques, de classe internationale, au Chili : La Silla, Paranal et Chajnantor.

La méthode des transits consiste à comparer la brillance de l’étoile étudiée avec celle d’autres étoiles de référence afin de détecter d’infimes variations de lumière. Depuis le sol, il est toutefois difficile d’effectuer des mesures suffisamment précises pour détecter de petites planètes de type Terre [2]. L’adoption d’une approche novatrice qui repose sur l’utilisation de données relatives à la luminosité d’étoiles dans différents domaines de longueurs d’onde, permet cependant à ExTrA de pallier certaines de ces limitations.

Les trois télescopes ExTrA collectent la lumière en provenance de l’étoile cible et de quatre étoiles de comparaison. Cette lumière est ensuite transmise par fibres optiques à un spectrographe multiobjets. Cette approche novatrice qui consiste en l’ajout d’informations spectroscopiques à la traditionnelle photométrie permet d’atténuer l’effet perturbateur de l’atmosphère terrestre, ainsi que les effets générés par les instruments et les détecteurs – augmentant par là-même le degré de précision atteint.

Parce qu’une planète en transit bloquera une plus grande proportion de la lumière émise par une étoile de petites dimensions, ExTrA se focalisera sur un type particulier de petites étoiles brillantes et proches que sont les naines de classe M, nombreuses dans la Voie Lactée. Ces étoiles sont censées abriter de nombreuses planètes de type Terre, ce qui en fait des cibles de choix pour les astronomes souhaitant découvrir et étudier de lointains mondes susceptibles d’abriter la vie. Proxima Centauri, l’étoile la plus proche du Soleil, est une naine de classe M autour de laquelle a été découverte une planète dont la masse avoisine celle de la Terre.

Découvrir ces exoTerres demeurées indétectées à ce jour constitue l’un des deux principaux objectifs d’ExTrA. Le télescope étudiera également dans le détail les planètes qu’il détectera, déterminera leurs propriétés ainsi que leur composition afin d’établir leur degré de similitude avec la Terre.

“En outre, ExTrA nous permettra d’aborder certaines questions fondamentales relatives aux planètes peuplant notre galaxie. Ainsi, nous espérons pouvoir évaluer la proportion de ce type de planètes, le comportement des systèmes multi-planétaires, ainsi que les types d’environnements propices à leur formation”, précise Jose-Manuel Almenara, l’un des membres de l’équipe.

Xavier Bonfils est particulièrement enthousiaste pour l’avenir : “La mise en place de la nouvelle génération de télescopes, tel l’Extremely Large Telescope de l’ESO, nous permettra d’étudier les atmosphères des exoplanètes découvertes au moyen d’ExTrA et donc d’évaluer la probabilité qu’elles abritent la vie telle que nous la connaissons. L’étude des exoplanètes fait désormais entrer la science fiction dans l’univers de la science.”

ESOcast 147 Light : Première Lumière pour le chasseur d’exoplanètes ExTrA à La Silla. Crédit : ESO


Liens :

Contact scientifique local

- Xavier Bonfils, IPAG/OSUG (CNRS/Université Grenoble Alpes) : xavier.bonfils[at]univ-grenoble-alpes.fr +33 4 76 51 47 89

Ce communiqué de presse a été publié par

- l’ESO

Cette actualité est également relayée par

- l’Université Grenoble Alpes (UGA)
- l’institut national des sciences de l’Univers du CNRS (INSU)

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[1Les télescopes et leurs montures ont été fournis par Astrosysteme Austria, les dômes proviennent de la société allemande ScopeDome, la caméra infrarouge a été conçue par la société américaine Princeton Instruments, le réseau de détecteurs est issu de la société belge Xenics. D’autres informations concernant cette installation sont disponibles ici.

[2Cette approche, baptisée photométrie différentielle, consiste à observer l’étoile cible ainsi que d’autres étoiles proches dans le ciel. En corrigeant des variations communes à l’ensemble des étoiles et générées par l’atmosphère perturbatrice de la Terre, des mesures plus précises peuvent être obtenues pour l’étoile cible. Toutefois, les baisses de luminosité générées par les planètes de dimensions semblables à celles de la Terre sont tellement infimes que l’adoption de cette technique est parfois insuffisante.