Illustration d'artiste d'une planète en orbite autour d'une très jeune étoile active. Crédit d'image: UFL. Cliquez pour agrandir.
Les astronomes ont découvert une planète en orbite autour d'une très jeune étoile à près de 100 années-lumière de là en utilisant un télescope relativement petit, accessible au public, turbocompressé avec un nouvel instrument de recherche de planète.
L'exploit suggère que les astronomes ont trouvé un moyen d'accélérer considérablement le rythme de la chasse aux planètes en dehors de notre système solaire.
"Au cours des deux dernières décennies, les astronomes ont recherché environ 3 000 étoiles à la recherche de nouvelles planètes", a déclaré Jian Ge, professeur d'astronomie à l'Université de Floride. «Notre succès avec ce nouvel instrument montre que nous pourrons bientôt rechercher des étoiles beaucoup plus rapidement et à moindre coût? peut-être pas moins de deux cent mille étoiles au cours des deux prochaines décennies. »
Ge et ses collègues de l'Université de Floride, de l'Université d'État du Tennessee, de l'Institut d'astrophysique des îles Canaries en Espagne, de l'Université d'État de Pennsylvanie et de l'Université du Texas ont présenté leurs conclusions aujourd'hui lors de la réunion annuelle de l'American Astronomical Society à Washington, D.C.
Leur travail est important en partie à cause de ce que les astronomes ont trouvé? une planète, au moins moitié moins massive que Jupiter, en orbite autour d'une étoile vieille de 600 millions d'années. C'est très jeune comparé, par exemple, aux 5 milliards d'années du soleil.
"C'est l'une des plus jeunes étoiles jamais identifiées avec un compagnon planétaire", a déclaré Ge. Peut-être plus significatif, l'instrument utilisé pour trouver la planète ouvre la voie à une méthode beaucoup plus accessible pour en trouver d'autres? y compris ceux capables de soutenir la vie.
Les planètes en dehors de notre système solaire sont généralement submergées par la lumière de leurs étoiles, ce qui rend difficile leur observation visuelle. Dans les années 1990, les astronomes ont commencé à utiliser une technique de mesure appelée vitesse radiale Doppler pour détecter les planètes en observant l'oscillation d'une étoile induite par la gravitation par une planète en orbite.
Cette technique, qui a découvert la grande majorité des 160 planètes extrasolaires trouvées jusqu'à présent, fonctionne en recherchant dans le spectre de la lumière des étoiles les subtils changements Doppler qui se produisent lorsque l'étoile et la planète se rapprochent et s'éloignent de leur centre de masse commun. . L'instrument au cœur de cette technique est généralement un spectrographe, mais cet instrument est problématique.
"Un problème majeur avec les spectrographes est qu'ils ne collectent qu'un faible pourcentage de photons de la source de lumière cible, ce qui signifie qu'ils ne sont utiles que pour rechercher des planètes éloignées lorsqu'ils sont montés sur des télescopes relativement grands", a déclaré Ge.
Le nouvel instrument des astronomes, l'Exoplanet Tracker, ou ET, élimine ce problème en remplaçant le spectrographe par un interféromètre, un appareil qui peut prendre des mesures de vitesse radiale plus précises. Les tests montrent que l'interféromètre peut capturer jusqu'à 20% des photons disponibles, ce qui rend l'instrument beaucoup plus puissant, ce qui ouvre son utilisation pour la chasse aux planètes lointaines aux petits télescopes.
À un coût de développement d'environ 200 000 $, l'ET équipé d'un interféromètre est également beaucoup moins cher que des spectrographes comparables, qui coûtent plus d'un million de dollars. Et à environ 4 pieds de long, 2 pieds de large et pesant environ 150 livres, il est plus léger et plus petit. L'instrument est basé sur un concept proposé pour la première fois en 1997 par le physicien de Lawrence Livermore National Lab, David Erskine.
Les astronomes ont utilisé l'Exoplanet Tracker sur le Coud spécial de 0,9 mètre? système d'alimentation du télescope de 2,1 mètres de la National Science Foundation à l'observatoire national de Kitt Peak près de Tucson, en Arizona.
Comme les instruments à vitesse radiale équipés de spectrographes, l'instrument ET dans sa forme actuelle ne peut rechercher qu'un seul objet à la fois. Mais l'équipe de Ge a démontré qu'elle peut chasser des planètes autour de plusieurs étoiles simultanément? un élément clé de son utilité accrue. L'équipe travaille sur une version capable de surveiller jusqu'à 100 étoiles simultanément.
L'Exoplanet Tracker sera utilisé au printemps prochain pour un essai de la planète sur le télescope à champ large Sloan Digital Sky Survey de 2,5 mètres à l'observatoire Apache Point au Nouveau-Mexique. Le nouvel instrument est financé par une subvention de 875 000 $ du W.M. Fondation Keck. Une enquête à long terme beaucoup plus ambitieuse est en cours de planification.
Le Kitt Peak Coud? le télescope d'alimentation que Ge et ses collègues ont utilisé pour découvrir la nouvelle planète a un miroir de 0,9 mètre sur une haute tour, un miroir qui dirige la lumière des étoiles entrante dans une salle d'observation à la base du télescope de 2,1 mètres. Le spectrographe standard de l'établissement remplit la pièce? tandis que ET occupe un petit coin.
La nouvelle planète est la plus éloignée jamais trouvée en utilisant la technique Doppler avec un miroir de télescope d'une taille inférieure à 1 mètre. Il existe des centaines de télescopes de ce type dans le monde, contre seulement une poignée des plus grands télescopes de 2 et 3 mètres plus couramment utilisés dans la recherche de planètes? des télescopes qui ont tendance à être extrêmement demandés et difficiles d'accès.
"Ces petits télescopes sont relativement bon marché et relativement disponibles", a déclaré Ge, "vous pouvez donc souvent accéder à plusieurs dizaines de nuits si vous avez une proposition prometteuse."
L'observatoire national de Kitt Peak fait partie de l'Observatoire national d'astronomie optique, Tucson, Arizona, qui est exploité par l'Association des universités pour la recherche en astronomie Inc., en vertu d'un accord de coopération avec la National Science Foundation.
«C'est la première fois qu'une planète est découverte à l'aide d'un télescope financé par l'État à l'observatoire national américain», a déclaré Buell Jannuzi, directeur par intérim de l'observatoire national de Kitt Peak. "Nous sommes très heureux que la communauté plus large des astronomes du monde entier puisse proposer d'utiliser l'instrument Exoplanet Tracker à Kitt Peak pour réaliser leurs propres programmes de recherche, à partir de l'automne 2006."
Cela dit, découvrir de nouvelles planètes n'est jamais facile.
Dans la dernière découverte, les astronomes se sont donné beaucoup de mal pour s'assurer qu'ils «voyaient» réellement une planète. C'est parce que l'étoile, qui possède environ 80% de la masse de notre soleil, conserve une grande partie de sa vitesse de rotation jeune, ce qui la rend capable de générer de forts champs magnétiques et des taches d'étoiles sombres associées. Celles-ci sont similaires aux taches solaires générées magnétiquement sur notre propre soleil, et elles peuvent imiter la présence d'une planète en orbite autour de l'étoile.
Pour vérifier cette possibilité, Greg Henry, un astronome de l'État du Tennessee, a observé l'étoile avec un télescope automatisé en Arizona et a constaté que l'étoile changeait de luminosité au fur et à mesure de sa rotation.
"Mes observations révèlent une période de rotation d'environ 12 jours pour l'étoile", a déclaré Henry. "Ainsi, si la période orbitale planétaire est effectivement inférieure à cinq jours, les taches sombres tournant autour de la surface de l'étoile tous les 12 jours ne peuvent pas provoquer la fausse apparence d'une planète."
Située en direction de la constellation de la Vierge, la planète nouvellement découverte termine son orbite en moins de cinq jours, ce qui signifie qu'elle orbite très près de son étoile parente et est très chaude. Cela signifie qu'il est trop près de l'étoile pour se trouver dans la "zone habitable" où la vie est possible.
Source originale: Communiqué de presse UFL
