Proxima b : notre plus proche voisine est-elle habitable?
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- Marie-Josèphe Jean
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1 Proxima b : notre plus proche voisine est-elle habitable? Julien Morin Laboratoire Univers et Particules de Montpellier Summer Camp OCEVU 2017 Montpellier 28 juin 2017
2 Outline 1 Des planètes aux exoplanètes 2 Découvrir et étudier les exoplanètes 3 La découverte de Proxima b et son habitabilité potentielle 4 Apparition de la vie dans le système solaire et exobiologie Julien Morin Proxima b : notre plus proche voisine est-elle habitable? 28/06/ / 35
3 Outline 1 Des planètes aux exoplanètes Les «astres errants» de l antiquité Du xviie au xixe siècle Le système solaire moderne D autres systèmes planétaires? 2 Découvrir et étudier les exoplanètes 3 La découverte de Proxima b et son habitabilité potentielle 4 Apparition de la vie dans le système solaire et exobiologie Julien Morin Proxima b : notre plus proche voisine est-elle habitable? 28/06/ / 35
4 Les «astres errants» de l antiquité Crédit : Tunç Tezel (TWAN) Astronomy Picture Of the Day du 16/09/2016 Julien Morin Proxima b : notre plus proche voisine est-elle habitable? 28/06/ / 35
5 Les «astres errants» de l antiquité Crédit : Tunç Tezel (TWAN) Astronomy Picture Of the Day du 16/09/2016 Julien Morin Proxima b : notre plus proche voisine est-elle habitable? 28/06/ / 35
6 xviie siècle : lois de Kepler Boucle de rétrogradation de Mars Julien Morin Proxima b : notre plus proche voisine est-elle habitable? 28/06/ / 35
7 xviiie siècle : découverte d Uranus Réplique du télescope (15 cm) utilisé par Herschel pour découvrir Uranus (1781) Julien Morin Proxima b : notre plus proche voisine est-elle habitable? 28/06/ / 35
8 xixe siècle : découverte de Neptune Pemière découverte indirecte d une planète! Calcul des perturbations d Uranus J.C. Adams (1843) U. Le Verrier (1er juin 1846) Confirmation observationnelle J.G. Galle (24 septembre 1846) Illustration de la perturbation de l orbite d Uranus par Neptune Julien Morin Proxima b : notre plus proche voisine est-elle habitable? 28/06/ / 35
9 xixe siècle : découverte de Neptune Ceux-ci [les astronomes] ont quelquefois trouvé, accidentellement, un point mobile, une planète, dans le champ de leur télescope ; M. Le Verrier a aperçu le nouvel astre sans avoir besoin de jeter un seul regard vers le ciel ; il l a vu au bout de sa plume ; il a déterminé par la seule puissance du calcul, la place et la grandeur d un corps situé bien au delà des limites jusqu ici connues de notre système planétaire, d un corps dont la distance au Soleil surpasse millions de lieues [soit 4,8 milliards de kilomètres, NDR], et qui, dans nos plus puissantes lunettes, offre à peine un disque sensible. F. Arago. Extrait des Comptes rendus hebdomadaires des séances de l Académie des sciences, juillet-décembre 1846 Julien Morin Proxima b : notre plus proche voisine est-elle habitable? 28/06/ / 35
10 Le système solaire moderne Diamètres des planètes à l échelle, crédit : NASA Julien Morin Proxima b : notre plus proche voisine est-elle habitable? 28/06/ / 35
11 Le système solaire : compositions internes Composition interne des planètes rocheuses, crédit : NASA Julien Morin Proxima b : notre plus proche voisine est-elle habitable? 28/06/ / 35
12 Le système solaire : compositions internes Composition interne des planètes géantes, crédit : NASA Julien Morin Proxima b : notre plus proche voisine est-elle habitable? 28/06/ / 35
13 D autres systèmes planétaires? Épicure Lettre à Hérodote, IIIe siècle av. J.-C. Giordano Bruno L Infini, l Univers et les Mondes, 1584 Bernard de Fontenelle Entretiens sur la pluralité des mondes, 1686 Isaac Newton Philosophiae naturalis principia mathematica, 1687 Otto Struve Proposal for a project of high-precision stellar radial velocity work, 1952 Julien Morin Proxima b : notre plus proche voisine est-elle habitable? 28/06/ / 35
14 Outline 1 Des planètes aux exoplanètes 2 Découvrir et étudier les exoplanètes Les difficultés de l observation directe Détection indirecte : vitesses radiales Détection indirecte : astrométrie Détection indirecte : transits Bilan des détections La diversité des systèmes découverts 3 La découverte de Proxima b et son habitabilité potentielle 4 Apparition de la vie dans le système solaire et exobiologie Julien Morin Proxima b : notre plus proche voisine est-elle habitable? 28/06/ / 35
15 Les difficultés de l observation directe Image d une étoile pour différents diamètres de télescope Crédit: Fenêtres sur l univers Photographier directement les exoplanètes est une tâche particulièrement compliquée, qui peut être comparée à la détection depuis la Belgique d une luciole volant autour du phare du port d Athènes Olivier Absil, Département d Astrophysique, Géophysique et Océanographie, Université de Liège Julien Morin Proxima b : notre plus proche voisine est-elle habitable? 28/06/ / 35
16 Les difficultés de l observation directe Effets de l atmosphère terrestre Étoile binaire IW Tau, telescope Hale (5.1 m) Crédit: Vik Dilhon Julien Morin Proxima b : notre plus proche voisine est-elle habitable? 28/06/ / 35
17 Observation directe : la coronographie Coronographe de l observatoire de la FdS Julien Morin Proxima b : notre plus proche voisine est-elle habitable? 28/06/ / 35
18 Observation directe : la coronographie β Pictoris observée avec le 3,6m (1996) de l ESO Crédit: ESO Julien Morin Proxima b : notre plus proche voisine est-elle habitable? 28/06/ / 35
19 Observation directe : la coronographie β Pictoris observée avec le 3,6m (1996) et le VLT (2008) de l ESO Crédit: ESO/A.-M. Lagrange et al. Julien Morin Proxima b : notre plus proche voisine est-elle habitable? 28/06/ / 35
20 Détection indirecte : vitesses radiales Julien Morin Proxima b : notre plus proche voisine est-elle habitable? 28/06/ / 35
21 Détection indirecte : vitesses radiales Credit: Las Cumbres Observatory Global Telescope Network Julien Morin Proxima b : notre plus proche voisine est-elle habitable? 28/06/ / 35
22 Vitesses radiales : 51 Peg b 51 Peg b dans le ciel Julien Morin Proxima b : notre plus proche voisine est-elle habitable? 28/06/ / 35
23 Vitesses radiales : 51 Peg b Mesures de vitesse radiale de 51 Peg b M. Mayor & D. Queloz, Nature, 1995 P = 4, 23 j m p sin i = 0.47 M J a = 0, 053 ua T = K m p sin i = M2/3 K 1 P 1/3 ( ) 1/3 orb GM (2πG) 1/3 ; a = 4π 2 P2 Julien Morin Proxima b : notre plus proche voisine est-elle habitable? 28/06/ / 35
24 Détection indirecte : astrométrie Mouvement du barycentre du système solaire Julien Morin Proxima b : notre plus proche voisine est-elle habitable? 28/06/ / 35
25 Détection indirecte : astrométrie Le satellite Gaia, crédit : ESA Julien Morin Proxima b : notre plus proche voisine est-elle habitable? 28/06/ / 35
26 Détection indirecte : transits Julien Morin Proxima b : notre plus proche voisine est-elle habitable? 28/06/ / 35
27 Détection indirecte : transits Transit de Corot-4b Crédit : S. Aigrain et al. (2008) P = 9, 20 j R/R = 0, 10 a/r = 17, 36 R p F = R F ; a = 2P orb F 1/4 R π tt 2 t2 F Julien Morin Proxima b : notre plus proche voisine est-elle habitable? 28/06/ / 35
28 Transits : les instruments Le télescope spatial CoRoT Crédit : CNES Julien Morin Proxima b : notre plus proche voisine est-elle habitable? 28/06/ / 35
29 Transits : les instruments Le télescope spatial Kepler Crédit : NASA Julien Morin Proxima b : notre plus proche voisine est-elle habitable? 28/06/ / 35
30 Bilan des détections Crédit : NASA Exoplanet Science Institute Julien Morin Proxima b : notre plus proche voisine est-elle habitable? 28/06/ / 35
31 Bilan des détections Crédit : NASA Exoplanet Science Institute Julien Morin Proxima b : notre plus proche voisine est-elle habitable? 28/06/ / 35
32 La diversité des systèmes découverts Source: exoplanets.eu Julien Morin Proxima b : notre plus proche voisine est-elle habitable? 28/06/ / 35
33 La diversité des systèmes découverts Relation masse-rayon pour les exoplanètes géantes Crédit : Fortney (2007) Julien Morin Proxima b : notre plus proche voisine est-elle habitable? 28/06/ / 35
34 La diversité des systèmes découverts Relation masse-rayon pour les «super-terres» Crédit : Lissauer et al. (2011) Julien Morin Proxima b : notre plus proche voisine est-elle habitable? 28/06/ / 35
35 La diversité des systèmes découverts Relation masse-rayon pour les «exoterres» et «super-terres» Crédit : Dittmann et al. (20 avril 2017) Julien Morin Proxima b : notre plus proche voisine est-elle habitable? 28/06/ / 35
36 La diversité des systèmes découverts Densité des exoplanètes Crédit : Hatzes & Rauer Julien Morin Proxima b : notre plus proche voisine est-elle habitable? 28/06/ / 35
37 La diversité des systèmes découverts Source: exoplanets.eu Julien Morin Proxima b : notre plus proche voisine est-elle habitable? 28/06/ / 35
38 La diversité des systèmes découverts Source: Planetary Habitability Laboratory, septembre 2016 Julien Morin Proxima b : notre plus proche voisine est-elle habitable? 28/06/ / 35
39 Outline 1 Des planètes aux exoplanètes 2 Découvrir et étudier les exoplanètes 3 La découverte de Proxima b et son habitabilité potentielle Détection de Proxima b Imaginer Proxima b Habitabilité de Proxima b? Proxima b : les prochaines étapes TRAPPIST-1 Vers de nouvelles exo-terres avec SPIRou 4 Apparition de la vie dans le système solaire et exobiologie Julien Morin Proxima b : notre plus proche voisine est-elle habitable? 28/06/ / 35
40 Détection de Proxima b: Pale Red Dot Julien Morin Proxima b : notre plus proche voisine est-elle habitable? 28/06/ / 35
41 Détection de Proxima b: Pale Red Dot Julien Morin Proxima b : notre plus proche voisine est-elle habitable? 28/06/ / 35
42 Détection de Proxima b: Pale Red Dot Julien Morin Proxima b : notre plus proche voisine est-elle habitable? 28/06/ / 35
43 Détection de Proxima b: Pale Red Dot P = 11, 19 j m sin i = 1, 27 M a = 0, 049 ua T = 234 K Julien Morin Proxima b : notre plus proche voisine est-elle habitable? 28/06/ / 35
44 Détection de Proxima b: Pale Red Dot Julien Morin Proxima b : notre plus proche voisine est-elle habitable? 28/06/ / 35
45 Imaginer Proxima b Crédit : ESO Julien Morin Proxima b : notre plus proche voisine est-elle habitable? 28/06/ / 35
46 Imaginer Proxima b Crédit : NASA Exoplanet Travel Bureau Julien Morin Proxima b : notre plus proche voisine est-elle habitable? 28/06/ / 35
47 Imaginer Proxima b Crédit : ESO Julien Morin Proxima b : notre plus proche voisine est-elle habitable? 28/06/ / 35
48 Imaginer Proxima b Crédit : ESO Julien Morin Proxima b : notre plus proche voisine est-elle habitable? 28/06/ / 35
49 La zone habitable ou zone tempérée Crédit : ESO Julien Morin Proxima b : notre plus proche voisine est-elle habitable? 28/06/ / 35
50 La zone habitable ou zone tempérée Zone habitable de GJ 581, Mayor et al. (2009) Julien Morin Proxima b : notre plus proche voisine est-elle habitable? 28/06/ / 35
51 La zone habitable ou zone tempérée Apollo 17, crédit : NASA Julien Morin Proxima b : notre plus proche voisine est-elle habitable? 28/06/ / 35
52 Proxima : une étoile active Vue d artiste de l étoile active EV Lac, crédit : C. Reed/Osten et al. (2009)/NASA Julien Morin Proxima b : notre plus proche voisine est-elle habitable? 28/06/ / 35
53 Proxima : une étoile active Météo spatiale, source : spaceweather.com Julien Morin Proxima b : notre plus proche voisine est-elle habitable? 28/06/ / 35
54 Proxima : une étoile active Interaction Soleil-Terre, crédit : NASA Julien Morin Proxima b : notre plus proche voisine est-elle habitable? 28/06/ / 35
55 Effets de marée et rotation synchrone Simulation de la température de surface de Proxima b, M. Turbet et al. (2016) Julien Morin Proxima b : notre plus proche voisine est-elle habitable? 28/06/ / 35
56 Détecter l atmosphère de Proxima b? Vue d artiste du JWST, crédit : NASA Julien Morin Proxima b : notre plus proche voisine est-elle habitable? 28/06/ / 35
57 Détecter l atmosphère de Proxima b? Crédit : Seager (2010) Julien Morin Proxima b : notre plus proche voisine est-elle habitable? 28/06/ / 35
58 Détecter l atmosphère de Proxima b? Vue d artiste du télescope E-ELT, crédit : ESO Julien Morin Proxima b : notre plus proche voisine est-elle habitable? 28/06/ / 35
59 Red Dots: all terrestrial planets within 5 pc https: // reddots. space/ Julien Morin Proxima b : notre plus proche voisine est-elle habitable? 28/06/ / 35
60 Voyager vers Proxima b? Du Soleil à α Centauri (échelle logarithmique), crédit : NASA Julien Morin Proxima b : notre plus proche voisine est-elle habitable? 28/06/ / 35
61 Voyager vers Proxima b? Vue d artiste d une sonde à voile photonique, Crédit : K.M. Gill Julien Morin Proxima b : notre plus proche voisine est-elle habitable? 28/06/ / 35
62 TRAPPIST-1 Julien Morin Proxima b : notre plus proche voisine est-elle habitable? 28/06/ / 35
63 TRAPPIST-1 Crédit : ESO Julien Morin Proxima b : notre plus proche voisine est-elle habitable? 28/06/ / 35
64 TRAPPIST-1 Crédit : ESO Julien Morin Proxima b : notre plus proche voisine est-elle habitable? 28/06/ / 35
65 TRAPPIST-1 Crédit : ESO Julien Morin Proxima b : notre plus proche voisine est-elle habitable? 28/06/ / 35
66 TRAPPIST-1 Crédit : Planetary Habitability Laboratory Julien Morin Proxima b : notre plus proche voisine est-elle habitable? 28/06/ / 35
67 Vers de nouvelles exo-terres avec SPIRou SPIRou. Crédits : CFHT / Consortium SPIRou Julien Morin Proxima b : notre plus proche voisine est-elle habitable? 28/06/ / 35
68 Vers de nouvelles exo-terres avec SPIRou SPIRou. Crédit : Éditions Dupuis Julien Morin Proxima b : notre plus proche voisine est-elle habitable? 28/06/ / 35
69 Outline 1 Des planètes aux exoplanètes 2 Découvrir et étudier les exoplanètes 3 La découverte de Proxima b et son habitabilité potentielle 4 Apparition de la vie dans le système solaire et exobiologie Les problématiques de l apparition de la vie La vie ailleurs dans l univers? Le mot de la fin : Carl Sagan Julien Morin Proxima b : notre plus proche voisine est-elle habitable? 28/06/ / 35
70 Les problématiques de l apparition de la vie L expérience de Miller, crédit : G. Jasniewicz Julien Morin Proxima b : notre plus proche voisine est-elle habitable? 28/06/ / 35
71 La vie ailleurs dans l univers? Le paradoxe de Fermi Alexandre Astier, l Exoconférence Julien Morin Proxima b : notre plus proche voisine est-elle habitable? 28/06/ / 35
72 La vie ailleurs dans l univers? L équation de Drake, crédit : G. Jasniewicz Julien Morin Proxima b : notre plus proche voisine est-elle habitable? 28/06/ / 35
73 Le mot de la fin : Carl Sagan From this distant vantage point, the Earth might not seem of any particular interest. But for us, it s different. Consider again that dot. That s here. That s home. That s us. On it everyone you love, everyone you know, everyone you ever heard of, every human being who ever was, lived out their lives. Carl Sagan, Pale Blue Dot : A Vision of the Human Future in Space Julien Morin Proxima b : notre plus proche voisine est-elle habitable? 28/06/ / 35
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