La recherche par mesures de vitesse radiale

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1 La recherche par mesures de vitesse radiale Les programmes de recherche par vitesse radiale sont très nombreux. Parmi eux, il y a : Elodie : Ce programme, issu d'une collaboration franco-suisse est mené au télescope de 193 cm de l'observatoire de Haute Provence. C'est l'extension du programme qui a découvert la première exoplanète autour d'une étoile de type solaire en 1995 (51 Pégase). Ce programme a découvert 19 exoplanètes Euler-Coralie : la même équipe que cidessus a un programme de recherche à l'observatoire Européen Austral (ESO). Il suit 1650 étoiles avec un télescope de 1.2 m. Son score est de 40 découvertes Le spectrographe Elodie Crédit : CNRS / OHP Le "survey" California and Carnegie Planet Search sur le télescope Lick de 2.4 mètres a débuté en 1992 : la précision est de 3 m/s et le programme concerne 120 étoiles. 27 exoplanètes ont été découvertes. Le programme Anglo-Australian Planets Search suit 200 à 300 étoiles de type solaire et de magnitude inférieure à 8 avec un télescope de 3.9 mètres. Il a découvert 17 planètes. The Advanced Fiber-Optic Echelle est un programme américain qui utilise un télescope de 1.5 mètre. Une vingtaine de planètes ont été découvertes par ce programme. L'équipe de planétologues de l'université du Texas a découvert plusieurs exoplanètes avec le Hobby- Eberly Telescope du McDonald Observatory : HARPS : Ce programme de mesures de vitesses radiales est installé sur le télescope de 3.6 m de l'eso et permet d'atteindre des précisions de 1 m/s. En suivant 2000 étoiles, les ambitions de HARPS sont la détection de planètes de très faible masse, de planètes à longue période (Jupiter) ainsi que de planètes autour d'étoiles très froides, ou pauvres en métaux.

2 D'autres programmes au sol Des projets sont basés sur d'autres techniques que les vitesses radiales : MPS (Microlensing planet search) utilise la technique de la focalisation gravitationnelle, en recherchant les amplifications de la lumière d'étoiles devant lesquelles passeraient ces objets sombres (indétectables autrement). PLANET (Probing Lensing Anomalies NETwork) est une collaboration internationale qui se coordonne pour observer en permanence les événements de microlentilles gravitationnelles, qui durent typiquement un mois. La recherche de planètes autour des objets particuliers que sont les pulsars est menée grâce à la technique du chronométrage. Tennessee State/Smithsonian 0.80m Automatic Photoelectric Telescope Crédit : TSU / SAO L'observation photométrique d'un grand nombre d'étoiles est utilisée pour rechercher des transits de planètes par le projet américain 0.80m APT (Automatic Photoelectric Telescope).

3 Le futur Le futur de la recherche d'exoplanètes passe par la conception d'instruments destinés à être montés sur des grands télescopes (CAI, VLT/Planet Finder) et des satellites dédiés à la recherche d'exoplanètes (Kepler, Darwin ou TPF). L'étude des exoplanètes passera aussi par l'exploitation d'instruments de nouvelle génération (ELT, VLTI, ALMA) ou des grands projets spatiaux (Gaia, JWST). On peut noter que plusieurs instruments d'observation en projet sont conçus comme des réseaux d'instruments dont les faisceaux sont recombinés de façon cohérente grâce aux techniques de l'interférométrie (VLTI, ALMA). Projets dédiés à la recherche d'exoplanètes CAI : Le Coronographe Interférentiel Achromatique est un instrument qui permet d'annuler la contribution lumineuse d'une étoile pour pouvoir étudier des détails peu lumineux de l'environnement circumstellaire VLT/Planet Finder : C'est un projet d'instrument destiné à être monté sur un Very Large Telescope de l'eso. Il sera opérationnel à partir de Son objectif prioritaire est d'obtenir des images de systèmes planétaires extrasolaires. Il sera capable de découvrir des planètes géantes autour des étoiles proches du Soleil. C'est un instrument d'optique adaptative (qui corrige les images des perturbations de l'atmosphère terrestre), dite extrême à cause de performances jamais encore obtenues.

4 Futurs projets spatiaux dédiés à la recherche d'exoplanètes Comme la mission française Corot, la mission américaine de la NASA Kepler va observer des champs d'étoiles (60000 pour Corot et pour Kepler) avec une très grande précision photométrique afin de détecter des centaines de transits de planètes dont des planètes de type terrestre. Le lancement est programmé pour Darwin : Darwin, mission ESA, est une flottille de huit véhicules spatiaux conçue pour découvrir des planètes comparables à la Terre et analyser leurs atmosphères afin d'y déceler éventuellement la signature chimique de la Le télescope Kepler vie. Sur ces huit véhicules, six emporteront des Crédit : NASA télescopes d'au moins 1,5 m de diamètre. Le septième combinera la lumière provenant des six premiers et simulera un miroir aux dimensions beaucoup plus grandes que celles d'un simple télescope. Le huitième communiquera avec la Terre et le reste de la flottille. Son lancement est prévu peu après TPF : Terrestrial Planet Finder de la NASA est un projet de plusieurs satellites en réseau programmé pour un lancement en

5 Projets spatiaux non dédiés Plusieurs projets spatiaux auront des capacités nouvelles qui feront progresser l'exploration des planètes extrasolaires : GAIA : cette mission européenne, qui sera lancée en 2011, a pour but d'obtenir un recensement complet du voisinage solaire (jusqu'aux naines brunes et planètes extrasolaires), et pour cela, d'observer de façon répétée, sans biais de sélection,tous les objets plus brillants que la magnitude 20 et de mesurer leur position, leur vitesse dans le plan du ciel et leur couleur. Il pourra détecter des planètes terrestres à proximité du Soleil. Le projet SIM de la NASA a des ambitions semblables. Son lancement est aussi programmé en GAIA cartographiant la Galaxie (vue d'artiste) Crédit : ESA / Medialab Le successeur du Hubble Space Telescope est le JWST : ce télescope spatial aura un miroir de 6.5m de diamètre et devrait être lancé en

6 Les futurs grands instruments au sol Les grands instruments au sol de la prochaine génération participeront aussi à l'exploration des exoplanètes : le VLTI : Ce réseau sera opérationnel fin Il combinera les quatre télescopes de 8.2 mètres du Very Large Telescope avec 4 télescopes auxiliaires de 1.8 m : les faisceaux des 8 télescopes seront recombinés de façon cohérente. Il s'agira de l'interféromètre terrestre le plus puissant du monde. Il permettra aux astronomes d'étudier des détails de surface des étoiles, de sonder les disques protoplanétaires. Il permettra aussi de détecter de "vrais équivalents" de Jupiter autour d'étoiles situées à 200 pc. Atacama Large Millimeter Array (ALMA) est une collaboration entre Européens et Américains Le réseau VLTI pour construire un réseau de radiotélescopes millimétriques. Il permettra de faire des observations astrométriques précises et, peut-être, de détecter des exo-atmosphères Crédit : ESO ELT-Owl : le projet d'extremely Large Telescope de l'eso s'appelle OWL. C'est un télescope de 100 mètres de diamètre, qui travaillera dans le visible et le proche infra-rouge.

7 Le bilan actuel des découvertes le bilan actuel des découvertes est très déséquilibré: la méthode des vitesses radiales est, de loin, la plus fructueuse. Ce bilan devrait évoluer dans les prochaines années, avec les nouvelles techniques et notamment l'interférométrie. vitesse radiale : plus de 150 découvertes photométrie : 7 découvertes/confirmations astrométrie : 2 confirmations (HST) pulsars : 1(2) systèmes micro lentilles : 1 cas Une liste exhaustive et réactualisée de tous les programmes de recherche en cours et futurs est disponible :