Un nouvel instrument Planet Hunter a été installé sur le très grand télescope (VLT)

ESPACE — La recherche sur les exoplanètes s’est développée rapidement en peu de temps. À ce jour, 5 523 exoplanètes ont été confirmées dans 4 117 systèmes, et 9 867 autres candidates sont en attente de confirmation.

Avec autant de planètes disponibles pour l’étude, les chercheurs sur les exoplanètes ont réorienté leur attention de la détection vers la caractérisation. Il est temps de rechercher des signes de vie et d’activité biologique (biosignatures) sur ces planètes.

Plusieurs avancées majeures sont attendues dans les années à venir, en partie grâce aux observatoires de nouvelle génération tels que le télescope spatial James Webb et Nancy Grace Roman Space de la NASA. Ensuite, la mission PLAnetary Transits and Oscillations of Stars (PLATO) de l’ESA.

Plusieurs installations au sol sont également importantes pour la caractérisation des exoplanètes, comme l’Extremely Large Telescope (ELT), le Giant Magellan Telescope (GMT) et le Thirty Meter Telescope (TMT). Mais il existe également des observatoires qui pourraient être agrandis pour mener d’importantes recherches sur les exoplanètes.

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Cette idée a été explorée dans un article récent par une équipe internationale d’astronomes, qui a présenté les premiers résultats de l’imagerie et spectroscopie à haute résolution des exoplanètes (HiRISE) récemment installée sur le très grand télescope (VLT) de l’ESO. De même avec la caméra High Resolution Imaging Science Experiment du Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) de la NASA.

La recherche a été dirigée par le Dr Arthur Vigan, chercheur résident au Centre Nationale de Recherche Scientifique basé au Laboratoire d’Astrophysique de Marseille. Il a été rejoint par des chercheurs de l’Observatoire européen austral (ESO), de l’Institut national d’astrophysique (INAF), de l’Academia Sinica, de l’École normale supérieure, de l’Institut d’astronomie de l’UH, du Space Telescope Science Institute (STScI) et de plusieurs universités et laboratoires.

Une prépublication de leur article a récemment été publiée en ligne et est en cours de révision pour publication par la revue Astronomy & Astrophysics. La recherche sur les exoplanètes a évolué vers la caractérisation grâce aux améliorations de l’instrumentation et de l’apprentissage automatique.

Avec un si grand échantillon de planètes, les scientifiques caractérisent désormais l’atmosphère de chaque planète et peuvent tirer des conclusions statistiques à partir d’un large échantillon. Ces améliorations ont également conduit à une transition dans les méthodes, les exoplanètes étant étudiées en utilisant plus que jamais l’imagerie directe.

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Cette méthode consiste à détecter les exoplanètes en imageant la lumière réfléchie par leur atmosphère et leur surface. Cela contraste avec les méthodes indirectes telles que la photométrie de transit ou la spectroscopie Doppler (également appelée méthode de transit et méthode de vitesse radiale), qui sont de loin responsables de la majorité de la détection et de la confirmation des exoplanètes.

Le principal avantage de l’imagerie directe est que les astronomes peuvent examiner la lumière réfléchie à l’aide d’un spectromètre. Ils peuvent ainsi déterminer la composition chimique de l’atmosphère d’une exoplanète.

“Détecter ces objets et mesurer leurs spectres précis reste un défi car ils se trouvent généralement à de très petites distances angulaires de leurs étoiles mères et avec de très grandes différences de luminosité”, a déclaré le Dr Vigan.

L’instrument HiRISE est conçu pour caractériser les planètes exogiantes (EGP) dans la bande infrarouge H, la fenêtre de transmission atmosphérique à travers laquelle les astronomes mesurent l’absorption de vapeur d’eau, l’activité volcanique et d’autres phénomènes atmosphériques. Il combine l’imageur SPHERE (Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch) et le spectrographe CRyogenic InfraRed Echelle haute résolution (CRIRES).