Une planète rocheuse et tempérée autour de l'étoile la plus proche du Soleil? Martin Turbet

Transcription

1 Une planète rocheuse et tempérée autour de l'étoile la plus proche du Soleil? Martin Turbet Journée Regards de Physicien(ne)s 2017

2 Vue d artiste de 51 Pegasi b, première exoplanète découverte en 1995

3 Méthode de la vitesse radiale

4 Méthode du transit photométrique

5 Bestiaire des exoplanètes Credit: D. Fabrycky

6 Vue d artiste de HD b, une Jupiter chaude en évaporation, credit : NASA

7 Vue d artiste de Gliese 436b, une Neptune chaude

8 Vue d artiste de Corot 7b, une super-terre en fusion

9 À la recherche de la Terre 2.0

10 Vénus

11 Mars

12 Terre

13 Climat, Eau liquide en surface et Vie 100% vapeur Eau liquide 100% glace (en surface) Instabilité : Emballement de l effet de serre Flux solaire Température Effet de serre Evaporation

14 Climat, Eau liquide en surface et Vie 100% vapeur Eau liquide 100% glace (en surface) Flux solaire Instabilité : Glaciation galopante Température Albédo Glace / Neige

15 Etoiles de notre voisinage 315 étoiles (située à moins de 10 parsecs / 32 annéeslumière de la Terre) Soleil M K G A F Température Masse Rayon Luminosité

16 1. Méthode des transits

17 2. Méthode des vitesses radiales Sun M-dwarf

18 Astrophysical Journal, Dressing & Charbonneau 2013

19 << The occurrence rate of Earth-size ( Earth radius) planets is constant across the temperature range of our sample at 0.51 (+0.06/- 0.05) Earth-size planets per star.>> Dressing & Charbonneau 2013, ApJ

20 En résumé La majorité des étoiles sont petites et froides. Les techniques de détection favorisent la découverte de planètes rocheuses (et tempérées) autour des petites étoiles. Les planètes rocheuses sont nombreuses autour des petites étoiles.

21 Etoiles dans le voisinage de la Terre années-lumière

22 Etoiles dans le voisinage de la Terre Gliese 581 c/d/g light years

23 Astrophysical Journal, Wordsworth, Forget et al. 2011

24 Etoiles dans le voisinage de la Terre Gliese 581 c/d/g light years

25 Gliese 581d vue par un journaliste

26 Etoiles dans le voisinage de la Terre Gliese 667Cc Proxima b Gliese 581 c/d/g light years Kapteyn b Wolf 1061c

27 Etoiles dans le voisinage de la Terre Gliese 581 c/d/g light years

28 Etoiles dans le voisinage de la Terre Gliese 667Cc Gliese 581 c/d/g light years

29 Etoiles dans le voisinage de la Terre Gliese 667Cc Gliese 581 c/d/g light years Kapteyn b

30 Etoiles dans le voisinage de la Terre Gliese 667Cc Gliese 581 c/d/g light years Kapteyn b Wolf 1061c

31 Etoiles dans le voisinage de la Terre Gliese 667Cc Gliese 581 c/d/g light years Kapteyn b Wolf 1061c

32 Etoiles dans le voisinage de la Terre Gliese 667Cc Proxima b Gliese 581 c/d/g light years Kapteyn b Wolf 1061c

33 Proxima b Notre plus proche voisine, Et pour longtemps!

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38 Le projet «Pale Red Dot» et la découverte de Proxima b

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40 Guillem Anglada-Escudé

41 Télescope de 3.6m à l ESO, La Silla, Chile

42 Le système triple d Alpha du Centaure Proxima Centauri Alpha Centauri A Alpha Centauri B Pas à l échelle

43 Dans le ciel DSS SURVEY

44 Dans le ciel DSS SURVEY Proxima Centauri

45 Dans le ciel DSS SURVEY Proxima Centauri

46 Dans le ciel DSS SURVEY Proxima Centauri

47 Dans le ciel DSS SURVEY

48 Dans le ciel DSS SURVEY

49 Dans le ciel DSS SURVEY

50 Dans le ciel 2MASS SURVEY

51 24 Août 2016 Une planète rocheuse dans une orbite tempérée autour de l étoile la plus proche du Soleil

52 Vingt ans après la découverte de 51 Pegasi b La méthode des vitesses radiales Plus d informations sur

53 Périodogramme Un signal de période 11.2 jours Anglada-Escudé et al. 2016

54 1 AU Terre 365 j Soleil 5800 K Proxima 3000 K L=0,0016 Lsol R=0,14 Rsol M=0,12 Msol 0.05 AU Proxima b 65% STerre 11,2 j

55 Le problème de l incertitude sur la masse CAS 1 étoile planète CAS 2

56 M=1,3 MTerre M=1,5 MTerre M=2,6 MTerre

57 Proxima b Un passé difficile «Alien life in Proxima b is not the life you dream to live» S.N. Raymond

58 Soleil Proxima

59 1. Evolution de la luminosité de Proxima Centauri Ribas et al ~ millions d années en «Runaway Greenhouse»

60 2. Spectre de Proxima Centauri Meadows et al. 2016

61 2. Spectre de Proxima Centauri XUV Domain Meadows et al. 2016

62 2. Spectre X/UV de Proxima Centauri Ribas et al. 2016

63 Formation de Proxima b Formation avant ou après la ligne des glaces? Coleman et al. 2016, MNRAS

64 3. Evolution orbitale de Proxima b Credit: J. Laskar

65 3. Evolution orbitale de Proxima b Credit: J. Laskar

66 3. Evolution orbitale de Proxima b Credit: J. Laskar

67 3. Evolution orbitale de Proxima b Credit: J. Laskar

68 3. Evolution orbitale de Proxima b Credit: J. Laskar

69 3. Evolution orbitale de Proxima b Synchrone Résonance 3:2 Terre-Lune Soleil-Mercure

70 Tidally locked planets

71 Possible climates of Proxima b Modèle Générique de climat du LMD

72 Un modèle global de climat à 3 Dimensions Designé pour simuler n importe quelle atmosphère sur n importe quelle planète autour de n importe quelle étoile. Modèle Générique de climat du LMD

73 Crédit : A. Spiga, T. Dubos, Y. Meurdesoif

74 Proxima b en rotation synchrone Proxima b en résonance 3:2

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76 Quantité de gaz à effet de serre Turbet et al. 2016

77 Prédictions pour les observations futures de Proxima b

78 Principe des courbes de phase thermiques Credit: NASA/ESA

79 Courbe d émission thermique de 11 μm Proxima b Turbet et al. 2016

80 Courbe d émission thermique de 11 μm Proxima b Turbet et al. 2016

81 Courbe d émission thermique de 11 μm Proxima b Turbet et al. 2016

82 Courbe d émission thermique de 11 μm Proxima b Turbet et al. 2016

83 Courbe d émission thermique de 11 μm Proxima b Turbet et al. 2016

84 Courbe d émission thermique de 11 μm Proxima b Turbet et al. 2016

85 Courbe d émission thermique de 11 μm Proxima b Turbet et al. 2016

86 Courbe d émission thermique de 11 μm Proxima b Turbet et al. 2016

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88 Imagerie directe de Proxima b Marois et al., 2008

89 «voir» une exoplanète : 3 challenges - la luminosité de la planète - le contraste planète/étoile planète - la résolution angulaire étoile 90

90 La séparation angulaire détermine le diamètre D de télescope requis : θ > λ/d [rad] La séparation angulaire θ entre une planète et son étoile vaut a/d [rad] D [m] > 0.2 * λ [μm] * d [pc] a [AU]

91 0.05 AU à 1,3 parsec =

92 0.05 AU à 1,3 parsec =

93 MERCI! Questions?