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24 juin
2015 |
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Nouvelles perspectives
pour la détection visuelle d'exoplanètes noyées dans l'éclat de leur étoile |
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Une équipe d'astronomes du Centre de
recherche en astrophysique du Québec et de l'Université de Montréal
a réussi à mettre au point un nouveau type de système optique
pouvant capter l'image d'une exoplanète située près de son étoile.
Le coronographe "vector Apodizing Phase Plate" (ou encore
vector-APP) a été installé en mai 2015 sur le télescope Magellan de
6,5 m, au Chili, et les premières observations ont démontré sa
capacité à obtenir de forts contrastes, jusqu'à maintenant inégalés,
entre l'image de l'exoplanète et son étoile parente. Ces résultats
ont été présentés à la communauté scientifique lundi 22 juin 2015
lors de la conférence
In the
Spirit of Bernard Lyot, à Montréal.
Près de 2000 exoplanètes ont été détectées jusqu'à maintenant, mais
seulement une poignée d'entre elles ont pu être repérées par
observation directe. La raison en est simple, observées depuis la
Terre, celles-ci sont la plupart du temps complètement noyées dans
l'éclat de leur étoile. Jusqu'à présent, la seule solution
consistait en l'emploi de coronographes, initialement conçus pour
permettre l'observation des protubérances de notre propre Soleil,
afin de réduire le plus possible le halo aveuglant de leur propre
étoile. Ainsi seulement arrive-t-on, dans de très rares cas et au
moyen des plus grands télescopes du monde, à observer directement
les exoplanètes et caractériser la composition de leur atmosphère.
Le coronographe vector-APP, nouvellement élaboré, se sert de la
nature ondulatoire de la lumière pour neutraliser le halo d'une
étoile pour permettre de déceler la lumière réfléchie par la
planète. Ce système est réalisé grâce à une structure de phase
complexe qui ne peut être produite qu'en appliquant des techniques
de structuration de cristaux liquides en 3D. Cette méthode produit
deux images de l'étoile sur lesquelles des demi-cercles sombres se
dessinent de chaque côté de l'image de l'étoile. De cette façon,
toute la région entourant l'étoile peut être examinée afin de
détecter des planètes. En superposant plusieurs couches de cristaux
liquides, l'appareil peut être utilisé sur une large gamme de
longueurs d'ondes, incluant l'infrarouge, fréquence où le contraste
entre la planète et son étoile est le plus favorable.
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Double image de
l'étoile Eta Crucis prise à travers le coronographe vector APP. Les
deux images principales de l'exposition d'étoiles présentent des
zones sombres en forme de D sur les côtés. Crédit: Université de
Leiden, Université de l'Arizona. |
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Le 6 mai 2015 dernier, le coronographe
vector-APP a généré ses premières images couplé à l'instrument MagAO
[3] monté sur le télescope Magellan de 6,5 m situé au Chili Ce
premier essai a été effectué dans le spectre infrarouge, à une
longueur d'onde de 3,9 µm. Le système d'optique adaptative intégré
au télescope permet à l'instrument d'obtenir des images nettes
d'étoiles, qui sont par la suite séparées et modifiées par le
coronographe afin de présenter des zones sombres dans lesquelles des
planètes beaucoup moins lumineuses sont susceptibles d'apparaître.
Il va sans dire que celles-ci seraient parfaitement invisibles sans
ce coronographe vector-APP.
Frans Snik, inventeur du principe derrière le nouveau coronographe
vector-APP, annonce : "C'est merveilleux de voir qu'après tout ce
travail de conception et les tests en laboratoire, cette nouvelle
approche fonctionne parfaitement lors de sa première nuit
d'observation sur le télescope !". Et Gilles Otten ajoute : "Nous
avons su que c'était un succès dès que nous avons vu la première
image sur l'écran de la salle de contrôle de l'instrument".
"Grâce à ce nouveau coronographe, nous pouvons observer des planètes
en orbite autour d'étoiles proches. Nous avons dorénavant la
possibilité de détecter ou d'exclure par observation directe la
présence de planètes plus petites que Jupiter", poursuit Jared
Males, chercheur postdoctoral, enthousiasmé par les possibilités
offertes par vector-APP.
Et enfin, Matthew Kenworthy conclut : "L'arrivée de cette nouvelle
technologie de coronographie est une excellente nouvelle pour les
très grands télescopes actuellement en construction. Les instruments
d'imagerie infrarouge et thermale tels que le dispositif d'imagerie
et spectrographe infrarouge moyen de l'E-ELT (METIS) peuvent tirer
profit de cette nouvelle technologie pour découvrir de nouveaux
mondes. En combinant le coronographe vector-APP aux prochaines
générations de télescopes, nous pourrons détecter des planètes
autour d'étoiles voisines avec une précision inégalée". |
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Double image de
l'étoile beta Centauri prise à travers une version expérimentale du
coronographe vector APP installé. Les deux images de l'étoile
contiennent une région sombre qui recouvre les 360 degrés autour de
l'étoile centrale. Dans les deux cas, le compagnon binaire beta
Centauri est facilement détecté. Crédit: Université de Leiden,
Université de l'Arizona. |
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