Chasse au trésor céleste : une étoile de la Grande Ourse révèle une exoplanète aux caractéristiques inattendues

L'étoile HD 80606 dans la constellation de la Grande Ourse présente la double particularité d'une part d'appartenir à un système d'étoiles doubles, et d'autre part d'être le soleil d'une exoplanète très excentrique. L'orbite de cette planète est très allongée, au point qu'elle passe au plus près de son étoile à 20% de la distance Terre-Soleil, et au plus loin, à 80% de cette distance. C'est une planète géante, quatre fois plus massive que Jupiter, qui tourne autour de son étoile en 111 jours.

Cette planète a été découverte en 2001 à l'Observatoire de Haute-Provence. Récemment, une équipe américaine annonçait que la planète passe exactement derrière son étoile, au moment du périastre (point le plus proche entre la planète et l'étoile). Cette configuration particulière est extrêmement rare et cette première découverte fit grand bruit dans la communauté des scientifiques intéressés par les exoplanètes. L'étude américaine avait alors pû prévoir le moment où la planète passerait devant son étoile, tout en signalant qu'il n'y avait qu'une chance sur 10 environ pour que l'alignement nécessaire se produise également.

C'est cette observation qu'a menée une équipe de scientifiques européenne (1) à l'Observatoire de Haute-Provence, le 14 février 2009. Ce jour-là, fête de la Saint-Valentin, "le soleil a eu rendez-vous avec son exoplanète", et le transit planétaire a été détecté sans ambiguité, à la fois en faisant la photométrie et la spectroscopie du système.

En effet, cette détection a été faite avec le spectrographe SOPHIE (3) installé au foyer du télescope de 1,93m. Simultanément la caméra photométrique du télescope de 1,20m, en mesurant la lumière émise par l'étoile HD 80606, détectait le passage de l'ombre de l'exoplanète devant le disque de son soleil, ce qui a permis d'en mesurer le rayon.

Les deux coupoles du télescope 120cm (au premier plan) et 193cm (au fond) à l'Observatoire de Haute Provence, avec les étoiles en défilé lors d'une pose longue. A droite: les deux étoiles HD 80606 (droite) et HD 80607 (gauche) observées la nuit du transit au télescope de 120cm.

Les planètes en transit sont ainsi étudiées plus finement que la majorité des autres exoplanètes, car elles permettent d’avoir accès à la mesure de leur rayon et de leur masse, de façon indépendante. Actuellement, sur les 340 exoplanètes connues seules 50 ont pu être caractérisées grâce à ces deux méthodes de détection.

La plupart des exoplanètes en transit connues à ce jour ont une période orbitale inférieure à 5 jours, et la proximité de l'étoile rend leur environnement extrême. « Avec cette nouvelle détection à l'Observatoire de Haute-Provence, le record de période des planètes à transit passe de 21 jours à 111 jours! C'est un saut important, qui permet de mieux estimer l'impact de l'irradiation stellaire dans la structure des planètes géantes et le rôle de la migration dans son évolution » précise Claire Moutou. Les saisons sur cette exoplanète ressemblent à des étés courts et brûlants, suivis d'hivers infiniment longs et glacés.

Les astronomes qui ont mené cette étude s'estiment très chanceux : la probabilité géométrique qu'une telle planète soit alignée de sorte que nous la voyions passer exactement devant et disparaître derrière son étoile était inférieure à 1 % !

L'annonce de la découverte est en cours de publication et les chercheurs se préparent à poursuivre les études sur ce système exceptionnel. Un nouveau rendez-vous entre la planète et l'étoile est prévu le 5 juin, pour lequel les astronomes essaieront d'être présents avec des télescopes spatiaux pour affiner considérablement ce résultat.

La configuration particulière du système extrasolaire HD 80606; le transit observé le 14 février correspond au passage de la planète devant le disque de l'étoile, à une distance de 0.29 fois la distance Terre-Soleil.

Les deux mesures faites à l'Observatoire de Haute Provence le 14 février: en haut, la courbe de lumière de l'étoile, qui montre l'assombrissement dû à la planète pendant le transit; en bas, une mesure équivalente de ce transit, obtenue en spectroscopie avec l'instrument SOPHIE.

(1) L'équipe scientifique est constituée de :

ConsortiumSophieExoplanetes: Public (last edited 2009-02-26 21:20:43 by ClaireMoutou)