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

Mondes autour d’autres étoiles

À partir du moment où j’ai pris mon premier livre d’astronomie et découvert que les étoiles étaient comme notre soleil, seulement très loin, il m’a semblé évident que les planètes autour d’autres étoiles devaient être monnaie courante, beaucoup d’entre elles abritant sûrement la vie. Il y avait tellement d’étoiles dans le ciel qu’il était peu probable que notre situation soit unique. Pourtant, à cette époque, aucun exemple de planète extrasolaire n’avait été trouvé, il s’agissait donc encore d’une question de spéculation.

Dans un épisode de Cosmos Série télévisée, Carl Sagan informe un groupe d'écoliers que, au cours de leur vie, nous devrions être capables de déterminer si des planètes existent autour d'étoiles proches.

«Cela arrivera de votre vivant», prédit-il. "Et ce sera la première fois dans l'histoire du monde que quelqu'un découvrira réellement s'il y a des planètes autour des autres étoiles."

Plus de six mille exoplanètes de ce type ont depuis été découvertes, sur les plusieurs dizaines de milliards qui existeraient dans la Voie lactée. Il existe de nombreuses techniques pour détecter les exoplanètes, mais celle illustrée ci-dessus consiste à mesurer la façon dont la luminosité d’une étoile diminue lorsque la planète se déplace devant elle – un événement connu sous le nom de « transit ». Si le plan orbital d’une exoplanète est quelque peu aligné avec notre ligne de visée vers l’étoile, alors nous devrions voir la lumière de l’étoile devenir légèrement plus faible au début du transit, s’éclaircissant à nouveau une fois le transit terminé. Exoplanet Watch est un projet de science citoyenne ouvert à toute personne souhaitant y participer. En participant au programme, vous pouvez contribuer à affiner les données disponibles sur les temps de transit des exoplanètes, permettant aux scientifiques d'utiliser plus efficacement les télescopes spatiaux tels que Kepler et 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.

Quelle est la prochaine étape ?

Pour les futures observations d’exoplanètes, je passerai à une caméra mono avec des filtres adaptés à la cible. Avec un peu de chance, cela devrait aider à réduire le bruit et à obtenir un signal plus clair de certaines des cibles les plus faibles. Tout comme Sagan avait prédit la découverte d’exoplanètes, je dirais que toute personne née après 2010 aura de fortes chances de voir, au cours de sa vie, la première image directe d’une planète de type Terre autour d’une autre étoile, ainsi qu’une indication claire de la vie extraterrestre. En tant qu’habitant planétaire moi-même, je trouve cette perspective très excitante !