Roger Ferlet

Institut d’Astrophysique de Paris

IAP

3 avril 2004

Planètes Extra-solaires

Transit de Vénus 1882 Plaques USNO

• Halley (1716) : méthode de la parallaxe solaire pour

mesurer le Système solaire.• 1761 & 1769 : la fièvre des expéditions.

Détermination de la distance Terre-Soleil entre 148 et 152 millions de km (Lalande)

http://www.eso.org/outreach/eduoff/edu-prog/vt-2004/index.html

Eclipses d’étoile

La photométrie d’un transit

Brillance

Brillance

Temps

étoile

planète

Eclipses d’étoile

La photométrie d’un transitB

rill

ance

Temps

Stalder1.avi

Eclipses d’étoile

3 avril 2004

120 planètes

105 systèmes planétaires

13 systèmes multiples

Un peu moins de 10% des étoiles proches

Eclipses d’étoile

Effets dynamiques

Le lanceur du marteau

Décalage Doppler causé par le mouvement de l’étoile.

Planète invisible

M sin i = 0.46 Mj

a = 0.05 UA

Mayor et Queloz (1995)

« Jupiters chauds »

Eclipses d’étoile

HD 209458 bOsiris

Eclipses d’étoile

L’occultation de HD 209458

Charbonneau et al. (2000)

Amplitude photométrique du transit: 1.58 ± 0.18 %

Vitesses Radiales / OccultationVitesses Radiales / Occultation

Période = 3.524738 joursPériode = 3.524738 jours

Masse = 0.69 ± 0.05 MMasse = 0.69 ± 0.05 MJupiterJupiter

Rayon = 1.35 ± 0.04 RRayon = 1.35 ± 0.04 RJupiterJupiter

DensitéDensité = 0.35 ± 0.05 g/cm= 0.35 ± 0.05 g/cm33

HD 209458bHD 209458b

Eclipses d’étoile

Osirisvu par Hipparcos

Robichon & Arenou (2000)

Eclipses d’étoile

Osirisvu par des amateurs

Eclipses d’étoile

Atmosphère, atmosphère…

-100 0 100 (km s-1) | | |

15 ±4%

• HD209458b seule (1.35 RJupiter = 96,500 km) → 1.6 % absorption Lobe de Roche rempli (2.7 ROsiris = 3.6 RJupiter) → 10 % absorption Hydrogène: 15 % absorption → 3.2 ROsiris= 4.3 RJupiter = 300 000 km

→ Au-delà de la sphère d’influence => l’hydrogène s’échappe• Absorption: de –130 km/s à 100 km/s Vesc = 54 km/s → Au-delà de la vitesse d’échappement => l’hydrogène s’échappe

La planète s’évapore

15 ±4%

-100 0 100 (km s-1) | | |

=> Taux d’évaporation > 1010 g s-1

~ 0.04 UA

Le Lobe de Roche• Lobe de Roche 1D

Le Lobe de Roche

Le Lobe de Roche

Eclipses d’étoile

Conséquences :

Un désert de planètes ?

Les planètes connues actuellement

10m/s(present)1m/s(2003HARPS)

10-5

0.0001

0.001

0.01

0.1

1

10

100

0.01 0.1 1 10 100

SS

msini (Jup)

pulsar

m sin i

a (au)

Plus de 110 Planètes

Eclipses d’étoile

Encore à découvrir

Populations de planètes: tailles, masses, distances… caractéristiques des étoiles parentes

Planètes telluriques ?

Planètes géantes, déjà découvertes

Limite détection,Limite détection,futur prochefutur proche

Planètes chtoniennes ?

Eclipses d’étoile

COROT

Lancement parSOYOUZ / KOUROU

Orbite polaire basse823 km

4. 2 x 9. 6 mètres600 kg

CNES “mini-satellite”

Lancement en 2006

Eclipses d’étoile

KEPLER

Recherche de planètes terrestresNASALancement 2007

95 cm télescope de Schmidt Champ de vue: 100deg2 100 CCDs

5 ans sur un champ

Eclipses d’étoile

EDDINGTON

4 télescopes de Schmidt co-alignésde 60 cm chacunChamp de vue = 35 deg2

Au point L2

Lancement 2008-9 +?

Projet européen ESAAstérosismologie + Recherche de planètes

Actuellement déprogrammé

Eclipses d’étoile

GAIA

ESA “pierre-angulaire”

Physique stellaire

Paramètres fondamentauxCalibration de luminositéVariabilitéBinaires……

Recherche de planètes

Astrométrie >10 000 P ~ ansPhotométrie > 5000 P ~ jours

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

cos (")

1/01/00

1/01/01

1/01/02

1/01/03

1/07/00

1/07/01

1/07/02(")

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

Planète : = 100 mas P = 18 mois

2010 !!?

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

cos (")

1/01/00

1/01/01

1/01/02

1/01/03

1/07/00

1/07/01

1/07/02

(")

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

Eclipses d’étoile

La course aux planètes

0.01

0.1

1

10

100

1000

104

0.01 0.1 1 10 100

m (Terre) a (au)

KEPLER(2007/8)KEPLER(2007/8)EDDINGTON(2008)EDDINGTON(2008)HabitableHabitable

zonezone

Vr (2003)Vr (2003)

COROT (2005)COROT (2005)

GAIA (2010)GAIA (2010)

2015-20 ?

Images et spectres de planètes telluriques

DARWIN

Conséquences• L’oxygène et le carbone sont aussi présents

dans la haute atmosphère d’Osiris~ jusqu’au Lobe de Roche

• Ils sont emportés par le flot d’hydrogène: ECHAPPEMENT HYDRODYNAMIQUE

www.spacetelescope.org

Taux d’évaporation

Evaporation > 1010 g s-1

Distance Orbitale (UA)

Mas

se d

e la

pla

nète

(M

Jupi

ter)

Durée de vie des planètes

An extra-solar planet discovered by transit

Konacki, Torres, Jha, & Sasselov (2003)