Comment détecter une exoplanète
Bonjour tout le monde!
Je suis nouveau dans cette partie du Forum FS.
Ma question est la suivante:
Comment fait-on pour détecter une exoplanète? Je m'explique: Si on a eu de la difficulté à repérer Pluton, comment fait-on pour voir les exoplanètes?
Merci d'avance(en espérant que j'ai été clair).
Regarde la liste des sujets, tout près il y a un sujet consacré aux exoplanètes où des liens sont donnés vers d'excellents sites expliquant tout....Envoyé par jsboutin
Bjr jsboutin,
L'astronomie PROFESSIONNELLE n'est plus ce qu'elle a pu etre.Le temps ou l'opérateur avait l'oeil rivé à l'oculaire est révolu.La spectographie et autres sciences du meme genre ne nécessite pas de "voir" l'objet.Ce ne sont que des déductions tirés du mouvement des astres.En bref des calculs
Cordialement
Bonjour,
la difficulté pour Pluton est de la repérer en vision directe, de la "voir", grâce aux télescopes.
Et pour les exo-planètes, c'est leur interaction avec leur étoile qui permet de les détecter. On ne les voit pas directement. On les détecte par les effets qu'elles engendrent.
C'est d'ailleurs comme ça qu'ont été découvertes Neptune et Pluton à une époque où les instruments optiques ne permettaient pas de les voir directement (du moins pas sans savoir où chercher).
Il y a pour le moment 3 méthodes.
La 1ère, c'est en quelque sorte d'essayer de la voir mais pas directement comme on peut le faire pour les planètes du système solaire.
La méthode utilisée est la méthode du transit. C'est-à-dire le passage de la planète devant son étoile. On la "voit" en regardant l'évolution de la luminosité reçue de l'étoile. quand la planète va passer devant, il va y avoir une petite baisse de la luminosité percue. C'est une sorte de toute petite éclipse partielle.
Une 2ème méthode est la méthode des vitesses radiales.
Cela repose sur l'influence (attraction) gravitationnelle des astres entre eux. Ici, il s'agit de repérer les interactions entre planète et étoile.
L'influence d'une étoile sur une planète est bien connue, puisque c'est comme ça que la planète orbite autour de l'étoile. Mais la planète aussi influence (légèrement) la position de l'étoile. En effet, les planètes n'orbitent pas exactement autour de l'étoile mais plutôt autour du centre de gravité du système étoile-planètes.
Bien sûr, vu la masse importante de l'étoile par rapport à l'ensemble de la masse des planètes qui l'entourent, le centre de gravité du système va être très proche de l'étoile, voire même dans l'étoile mais pas exactement en son centre.
Ainsi l'étoile orbitant autour du centre de gravité, même si il est très peu décalé par rapport au centre de l'étoile, va avoir des petites oscillations.
Vues depuis la Terre, ces petites oscillations vont être un léger mouvement d'avant en arrière donc un changement dans sa vitesse radiale, c'est-à-dire sa vitesse suivant l'axe Terre-Etoile. Cette variation de (direction de) la vitesse, vers l'avant puis vers l'arrière se mesure par effet doppler (le même principe que les radars contôlant les vitesses automobiles).
Cette méthode est celle qui a permis de détecter la majorité des exo-planètes.
La 3ème méthode est d'utiliser les lentilles gravitationnelles. C'est-à-dire utiliser l'effet que la trajectoire de la lumière est courbée autour des masses (Théorie de la Relativité Générale d'Einstein).
Ainsi une étoile située devant une autre (par rapport à nous) peut faire office de loupe. La luminosité apparente de l'étoile lointaine sera augmentée quand l'étoile plus proche passera entre elle et nous.
Si de plus, une planète existe autour de l'étoile qui fait office de loupe, la masse de cette planète aussi contribuera à augmenter la luminosité apparente de l'étoile lointaine.
Toutes ces méthodes dépendent fortement de l'éloignement de l'étoile visée mais aussi de la masse de la planète, car son influence sur l'étoile ou sur la luminosité sera plus perceptible plus elle est massive.
C'est pour cela que la plupart des exo-planètes sont des planètes de la catégorie de Jupiter.
On commence à arriver à détecter des planètes de l'ordre de quelques masses terrestres, mais c'est la limite actuelle. Les futurs télescopes spatiaux, qui doivent être lancés dans la prochaine décennie devraient permettre d'améliorer beaucoup la détection.
Voilà un lien vers le compte-rendu d'une conférence donnée par un spécialiste de la détection des exo-planètes. Tout y est bien mieux expliqué que mon introduction, et avec des schémas à l'appui (ça aide) :
http://www.planetastronomy.com/speci...xopl-dec05.htm
welcome,
Je t'explique déjà la méthode des spectres de vitesse, c'est celle qui a permis le plus grand nombre de découvertes (~ 200).
Au départ de la réflexion, on se base conjointement sur le principe d'action-réaction et celui de gravitation universelle de ce cher Isaac Newton. Deux corps s'attirent mutuellement en raison du produit de leur masse divisé par le carré de la distance qui sépare leur centre de gravité.
Ils orbitent autours du centre de gravité commun et le rapport des distances au centre de gravité est égal au rapport des masses.
Par exemple, si je prend un corps M1=10 (la planète) et un autre M2=100 (l'étoile), séparés d'une distance 1000 (tout ça dans les unités que tu veux), le barycentre se trouve à 1000.10/100 = 100 du corps M2 et à 900 du corps M1.
Ensuite, on applique toujours Newton pour avoir la fréquence orbitale T.
ou G = cte universelle de gravitation et a est le demi-grand axe de l'ellipse.
Tout ça nous dit que, pour une masse M2 donnée (l'étoile), la fréquence et l'amplitude de l'orbite de l'étoile autours du barycentre commun seront d'autant plus élevés que M1 sera grand et a petit.
Une étoile possédant une planète en orbite autours d'elle va effectuer une petite danse du ventre autours du barycentre du système, en général situé au sein de son enveloppe, vu le rapport typique des masses (>>100). Si le système n'est pas observé par les pôles, sur la ligne de visée on va "voir" l'étoile se rapprocher et s'éloigner de nous périodiquement.
Et ça, ça se détecte en analysant la lumière de l'étoile. Quand elle s'éloigne de nous, son spectre lumineux se décalle dans les rouges, quand elle se rapproche, il se décalle dans les bleus.
Donc, pour détecter les planètes extrasolaire, il faut étudier son spectre lumineux dans le temps. Evidemment, pour une hypothétique planète très éloignée de l'étoile ça pose un problème. Déjà, si elle est genre la distance de Jupiter, le cycle orbitale d'une étoile de la masse du Soleil durera 11 ans. Si elle est à la distance de Pluton, ça durera pls siècles.
En dehors du fait que ça fait un peu long à attendre, la vitesse de l'étoile, ratio de l'amplitude du mouvement par la fréquence orbitale, devient completement infime, donc indetectable.
C'est la raison pour laquelle les seules planètes détectées de cette manière sont des "Jupiter chauds" c-a-d des grosses planète (capable d'imposer une amplitude de mouvement suffisante), orbitant très près d'elle (donc avec une fréquence orbitale élevée).
salut
Dernière modification par Gilgamesh ; 11/06/2006 à 12h59.
Merci à tous!
Pour compléter la réponse de Gilgamesh (qui était déjà un excellent complément à la mienne), la féquence orbitale est un point vraiment important.
C'est d'ailleurs comme ça que les américains ont raté la détection de la 1ère exo-planète.
Se basant sur le système solaire et les modèles de formation des systèmes planétaires, ils attendaient des périodes de révolution des planètes autour des étoiles de plusieurs mois voire plusieurs années. Ainsi quand une planète passerait devant l'étoile, le phénomène serait lent et durerait une longue période.
Ainsi, ils n'observaient pas en continu l'étoile mais revenaient toutes les quelques semaines l'observer.
Et ils sont passés à côté car la plupart des exo-planètes que l'on a détecté avaient une période de quelques jours.
Par contre la 1ère exo-planète (autour de 51 Pegase) a été détectée par les astronomes suisses Michel Mayor et Didier Queloz qui étudiaient autre chose sur les étoiles mais dont leur besoin était d'étudier l'étoile en continu. Ils n'ont ainsi pas raté l'influence de la planète.
Juste une correction sur mon post (qui a croisé celui à plus large spectre de nissart
