Planète en orbite autour d’une étoile lointaine, Crédit : NASA

Worlds Around Other Stars

From the moment I picked up my first astronomy book and discovered that the stars were like our sun, only very far away, it seemed obvious to me that planets around other stars must be commonplace, many of them surely harboring life. There were so many stars in the sky, it was hardly likely that our situation was unique. Yet in those days, not a single example of an extrasolar planet had been found, so it was still a matter of speculation.

In an episode of the Cosmos TV series, Carl Sagan informs a group of school children that within their lifetimes we should be able to figure out whether planets exist around nearby stars.

“That will happen in your lifetime,” he predicted. “And it will be the first time in the history of the world that anybody found out, really, if there are planets around the other stars.”

Over six thousand such exoplanets have since been discovered, of the several tens of billions that are believed to exist in the Milky Way galaxy. There are numerous techniques for detecting exoplanets, but the one illustrated above involves measuring how the brightness of a star drops as the planet moves in front of it – an event known as a “transit.” If an exoplanet’s orbital plane is somewhat aligned with our line of sight to the star, then we should see the star’s light grow slightly dimmer at the beginning of the transit, brightening up again when the transit is complete.  Exoplanet Watch is a citizen science project open to anyone who would like to participate. By taking part in the program, you can help fine tune the available data on exoplanet transit times allowing scientists to make more efficient use of space-based telescopes such as Kepler and TESS.

Pour nous, astronomes terrestres, le processus s’appelle photométrie différentielle. En effet, nous mesurons la lumière de l’étoile cible et la comparons avec les données d’autres étoiles de référence situées dans la même partie du ciel. Étant donné qu’un transit d’exoplanète affecte uniquement la lumière de l’étoile cible, nous pouvons ignorer toutes les données dans lesquelles nous constatons également une atténuation des étoiles de comparaison, car cela était probablement dû au bruit atmosphérique.



  • Voici un exemple de courbe de lumière de transit tirée de notre observatoire. Jusqu’à présent, j’utilisais une caméra couleur avec rien d’autre qu’un filtre IR/UV devant elle. Mon processus est essentiellement le suivant :

    ★ Capturez une série de poses de 30 secondes tout au long de la nuit. Assurez-vous que l'étoile cible est visible depuis votre emplacement pendant toute la durée du transit. Utilisez le chercheur de transit de la NASA pour obtenir une estimation des heures de début et de fin, puis ajoutez un tampon de quelques heures de chaque côté de cette fenêtre horaire, juste pour être sûr.

    ★ Je calibre ensuite mes images et les convertis de la couleur en niveaux de gris.

    ★ Il est important de résoudre vos images, ce qui signifie que tous les fichiers de données doivent contenir des coordonnées exactes, afin que toutes vos expositions puissent être correctement alignées.

  • ★ Je prends ensuite note des coordonnées de mes étoiles cibles et de comparaison, et saisis ces informations dans le logiciel de photométrie de la NASA, EXOTIC.
    ★ Enfin, je lance le processus EXOTIC, qui peut prendre plusieurs heures avant de produire une courbe de lumière et le fichier de données associé. J'espère que je me retrouverai avec une belle courbe de lumière indiquant la présence d'une exoplanète en transit.

  • Star field showing location of Exoplanet K2-18b captured from Bracken Observatory

    Il s'agit d'une image de K2-18, une étoile naine rouge qui a été découverte par la sonde spatiale Kepler et qui était entourée d'au moins deux planètes.

     


  • L'une de ces planètes, K2-18b, mérite une attention particulière, car elle a été la première exoplanète découverte dans la zone habitable de son étoile, une zone dans laquelle les conditions sont favorables à la vie. Plus précisément, la zone habitable fait référence à une zone autour d’une étoile dans laquelle on peut s’attendre à ce qu’une surface planétaire contienne de l’eau liquide, considérée comme essentielle à l’évolution des formes de vie.

    Vous ne pouvez pas voir la planète elle-même, seulement son étoile d'origine qui est visible juste en dessous de la grande étoile au centre de l'image. Je l'ai étiqueté pour vous, mais vous devrez zoomer pour le voir. La planète est plus grande que la Terre et se trouve à 124 années-lumière de nous. En fait, les photons de lumière qui sont entrés dans mon télescope et ont impacté mon capteur pour créer cette image ont commencé leur voyage juste au moment où l'Exposition universelle de 1901 s'ouvrait à New York.

What's Next?

For future exoplanet observations, I’ll be switching to a mono camera with filters appropriate to the target. With any luck, that should help to reduce the noise and get a clearer signal from some of the fainter targets out there. Just as Sagan predicted the discovery of exoplanets, I would say that within the lifetime of anyone born after 2010, there is good chance that they will see the first direct imaging of an Earth-type planet around another star, along with a clear indication of extraterrestrial life. As a planetary inhabitant myself, I find that prospect very exciting!