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Doppler
Effet Doppler - Fizeau
Fizeau
L’effet Doppler
L’effet Doppler sur les spectres des étoiles
La méthode des vitesses radiales
Découverte de la première planète extra-solaire en Novembre 1995
autour de l’étoile 51 Peg
Télescope de 1,93mde l’Observatoire de
Haute Provence
51 Peg b
Précision de l’ordre de 30 km/h
SpectrographeElodie
Michel Mayor et Didier Queloz
Variations périodiques des Vitesses Radiales de 51 Peg
Le spectre de 51 Peg
Une étonnante planète….
• Une très grande surprise lors de la découverte de la première planète extra-solaire 51 Peg b fut sa période, de 4.2 jours.
Une étonnante planète….3ème loi de Képler :
« Le carré de la période de révolution d’une planète est proportionnel au cube du demi grand-axe de son orbite. »
Ce qui signifie que, si l’on connaît la période d’une planète, on peut connaître sa distance à l’étoile.
Or, une période de 4,2 jours implique une distance à l’étoile de :
0,052 Unité Astronomique,
soit une distance environ 20 fois plus petite que la distance Terre-Soleil
Képler
Une étonnante planète….La masse de la planète 51 Peg b est égale à
0.468 MJupiter.
Ce qui signifie qu’il s’agit d’une planète géante.
Or, les scénarios de formation que nous connaissions impliquaient que les planètes géantes ne peuvent se former que très loin de leur étoile.
C’est une des plus grosses surprises que nous a apportées la découverte de 51 Peg b.
Evolution des découvertesdepuis la première planète extra-solaire
1995 Walker et al. : programme de 21 rien1995 Mayor et al. : programme de 142 51Peg Marcy et Butler: programme de 120
+ 5 nouvelles planètesAvril 1999 : 20 planètes
And : système de 3 planètes
Novembre 1999 : premier transit photométriqueSeptembre 2004 : première planète découverte par
imagerieMars 2005 : deux "anti-transits" observés
septembre 2008
Ensemble des catalogues :309 planètes
Dont essentiellement
Exoplanètes détectées par vitesses radiales:
249 systèmes planétaires
292 Planètes
29 systèmes planétaires multiples
Et aussi :
Exoplanètes détectées par transit :52 Planètes
Exoplanètes détectées par microlentille :7 Planètes
Exoplanètes détectées par imagerie :5 Planètes
Exoplanètes détectées par chronométrage :3 systèmes planétaires5 Planètes1 système planétaire multiple
Etudes actuelles
Le nombre de planètes extra-solaires connues est suffisant pour nous permettre d’en dégager les propriétés générales.
Certaines de ces propriétés générales sont tout-à-fait inattendues, elles posent de nombreuses questions et nous obligent parfois à revoir les connaissances acquises auparavant.
Nous pouvons déjà dire que nous n’avons pas encore trouvé de système planétaire ayant les mêmes propriétés que notre système solaire.
Ce qu’on connaissait :Jusqu’en 1995, un seul exemple connu : le Système
Solaire.C’est à dire une étoile « froide », avec un système
planétaire composé de - 4 petites planètes rocheuses proches du Soleil, et donc
avec de courte périodes.- 4 grosses planètes gazeuses, plus loin du Soleilet aussi :- La Ceinture des Astéroïdes entre Mars et Jupiter- La Ceinture de Kuiper : objets transneptuniens- et les comètes……
Représentation d’un transit planétaire
Ce que nous apprennent les transitsLes transits représentent un outil très puissant pour la
connaissance de la planète On peut déterminer :- La période orbitale de la planète et donc sa distance à l’étoile- Le rayon de la planète et donc sa taille- Sa masse (si on connaît la vitesse radiale)- L’albedo (pouvoir réfléchissant)- La trajectoireAvec l’étude spectroscopique des transits :- le sens de rotation de l’étoile par rapport à la trajectoire de la
planète- La composition de l’atmosphère de la planète, et d’autres
caractéristiques physiques.
Les premiers transits observés d’une exoplanète : HD 209458b
Un transit de la même étoile vu par Hubble
HD 209458b Les observations spectroscopiques des transits par le
télescope spatial Hubble ont permis la détection de l’atmosphère de la planète : raies du sodium, de l’hydrogène, de l’oxygène, et du carbone
L’interprétation de certaines observations donne lieu à contestation :
• la planète dégaze-t-elle ?
• ou est-ce un phénomène lié au vent solaire ?
La planète rayonnant plus que l’étoile dans l’infrarouge, on a pu observer l’antitransit » quand la planète passe derrière l’étoile.
Représentation d’une planète qui « dégaze »
Ou est-ce lié au vent stellaire ?
Les protons du vent stellaire capturent des électrons de l’atmosphère de la planète pour former de l’hydrogène atomique qui va constituer une enveloppe
Transit HD 189733
Le transit secondaire d’HD 189733
Le satellite Corot
• Le CNES a lancé un satellite qui détecte et observe :
- les pulsations des étoiles- Les transits de nouvelles planètes
extrasolaires.
Le satellite CoRoT
Le lancement de CoRoT
La première exoplanète découverte par le satellite Corot : CoRoT-Exo-1b
Zones d’habitabilité
Mais nous avons vu que les planètes qui sont actuellement détectables sont presque toutes des planètes très massives, donc semblables à des Jupiters, donc gazeuses, donc inhabitables.
Bien sûr, on recherche des planètes beaucoup plus semblables à notre Terre.
Nous espérons que les prochains satellites permettront de telles détections.
Et il faudra pouvoir « voir » les planètes, ce qui n’est pas possible actuellement.
Et comment détecterons-nous la Vie sur de tels objets ????
La Terre « vue » depuis l’Observatoire Européen Austral
au Chili
Matin Soir
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