Exoplanètes

[marie6789]

Bonjour, j'avais quelques petites question qui me restent en tête avant de passer mon Grand Oral. J'espère que c'est compréhensible ...

1) Est-ce que les télescopes, comme le télescope Hubble, sont capable de collecter la lumière réfléchie d’une exoplanète sans collecter celle émise par l’étoile ? car cela fausserait les résultats. Et si oui, comment est-ce qu’ils si prennent exactement, est-ce qu’ils pointent vers une direction précise de l’orbite de l’exoplanète ? D’autant plus qu’il n’est pas vraiment possible de voir exactement où est l'exoplanète à cause de la différence de luminosité avec son étoile.

2) Est-ce que les spectrographes utilisés restent sur Terre ou bien ils peuvent être envoyé dans l’espace avec le télescope ? Et si oui, qu’elle utilité cela aurait de plus ?

3) Cette question est en rapport avec la formation d’une étoile que je n’ai pas entièrement comprise :
Lors de la formation de l’étoile, elle s’effondre sur elle-même à cause de la gravité. Sa densité augmente donc ça je comprends, mais sa température augmente aussi, pourquoi ? Car j’avais compris dans les cours que lorsque la température d’un corps augmente, les particules acquièrent une énergie cinétique plus élevé, ce qui augmente la pression et tends le volume à augmenter. Donc si le volume augmente la densité diminue. C’est ce qui se passe avec l’air chaud qui monte car moins dense et l’air froid qui descend car plus dense. Mais alors pourquoi est-ce que la densité et la température de la proto étoile augmentent toutes les deux alors que ce sont des grandeurs inversement proportionnelles ?

Merci d'avance pour vos réponses !!
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[Deedee81]

Salut,

1) Est-ce que les télescopes, comme le télescope Hubble, sont capable de collecter la lumière réfléchie d’une exoplanète sans collecter celle émise par l’étoile ?

Pour Hubble, non, la précision n'est pas suffisante. Et en effet l'étoile est trop lumineuse. Pour James Webb je crois que oui, à confirmer, je n'en suis pas sûr.
EDITbis là aussi confirmation, j'ai jeté un oeil aux actualités sur le James Webb

Le (2) je sais pas. Mais je présume qu'ils sont à bord. Cela permet d'envoyer les images par longueur d'onde mesurée directement vers la terre (c'est un signal radio qui est envoyé, par l'image, donc on ne saurait pas faire la spectroscopie sur terre)
EDIT après vérif, oui, il y en a à bord

3) Cette question est en rapport avec la formation d’une étoile que je n’ai pas entièrement comprise :
Lors de la formation de l’étoile, elle s’effondre sur elle-même à cause de la gravité. Sa densité augmente donc ça je comprends, mais sa température augmente aussi, pourquoi ?

Par simple effet de la compression. Prend une pompe à vélo. Bouche l'extrémité avec le doigt. Pousse avec le piston : l'air devient brûlant. C'est un simple effet thermodynamique.

Car j’avais compris dans les cours que lorsque la température d’un corps augmente, les particules acquièrent une énergie cinétique plus élevé, ce qui augmente la pression et tends le volume à augmenter. Donc si le volume augmente la densité diminue. C’est ce qui se passe avec l’air chaud qui monte car moins dense et l’air froid qui descend car plus dense. Mais alors pourquoi est-ce que la densité et la température de la proto étoile augmentent toutes les deux alors que ce sont des grandeurs inversement proportionnelles ?

Ici la force qui conduit à la compression est la gravité (le doigt sur le piston de la pompe). Et en effet la température augmentant, cela a tendance à provoquer une dilation. Il s'instaure donc un équilibre (le poids comprime, la température dilate) avec perte de chaleur, compression lente.... jusqu'à ce que les réactions thermonucléaires prennent le relais pour chauffer le gaz.

[Gilgamesh]

Bonjour, j'avais quelques petites question qui me restent en tête avant de passer mon Grand Oral. J'espère que c'est compréhensible ...

1) Est-ce que les télescopes, comme le télescope Hubble, sont capable de collecter la lumière réfléchie d’une exoplanète sans collecter celle émise par l’étoile ? car cela fausserait les résultats. Et si oui, comment est-ce qu’ils si prennent exactement, est-ce qu’ils pointent vers une direction précise de l’orbite de l’exoplanète ? D’autant plus qu’il n’est pas vraiment possible de voir exactement où est l'exoplanète à cause de la différence de luminosité avec son étoile.

Pour le HST clairement non.

Pour le JWST, l'instrument dédié principalement à l’imagerie des systèmes exoplanétaires est un coronographe installé sur l'instrument MIRI
https://lesia.obspm.fr/MIRI-sur-le-t...tial-JWST.html

La largeur du plan focal de l'imageur est ~100 arcsec. Pour un système situé à 10 années-lumière (donc vraiment très proche) ça correspond à une distance perpendiculairement à l'axe de visée de ~400 UA (1 UA = distance Terre-Soleil). Faudrait vraiment une planète très éloignée de son étoile.

Donc en général faut pas compter sur ça, et c'est pour ça qu'on utilise un coronographe, pour masquer le mieux possible la lumière de l'étoile.

2) Est-ce que les spectrographes utilisés restent sur Terre ou bien ils peuvent être envoyé dans l’espace avec le télescope ? Et si oui, qu’elle utilité cela aurait de plus ?

Un spectrographe est un dispositif sur lequel on dirige la lumière collectée par le miroir primaire pour qu'il la décompose en ses différente longueur d'onde. On ne peut pas stocker la lumière pour l'analyser plus tard => ça fait partie des instruments embarqués sur le JWST.

3) Cette question est en rapport avec la formation d’une étoile que je n’ai pas entièrement comprise :
Lors de la formation de l’étoile, elle s’effondre sur elle-même à cause de la gravité. Sa densité augmente donc ça je comprends, mais sa température augmente aussi, pourquoi ? Car j’avais compris dans les cours que lorsque la température d’un corps augmente, les particules acquièrent une énergie cinétique plus élevé, ce qui augmente la pression et tends le volume à augmenter. Donc si le volume augmente la densité diminue. C’est ce qui se passe avec l’air chaud qui monte car moins dense et l’air froid qui descend car plus dense. Mais alors pourquoi est-ce que la densité et la température de la proto étoile augmentent toutes les deux alors que ce sont des grandeurs inversement proportionnelles ?

Tu as PV = nRT

avec P la pression, V le volume, n la densité de particule, R la cte des gaz parfait et T la température.

Tu pourras noter que PV a la dimension d'une énergie, c'est bien l'énergie interne du gaz (la somme de l'énergie cinétique de toutes les particules). Si cette énergie est constante, alors si P augmente, V diminue. Bon, mais dans le cas de la formation stellaire on parle d'un gaz qui a chû d'une grande hauteur et qui a acquis une énorme énergie (~ mgh). De l'énergie potentielle de gravité s'est convertie en énergie interne du gaz (PV élevé) et c'est pour ça que le gaz dans les étoiles est à la fois plus dense (n élevé) et plus chaud (T élevé) que dans le nuage qui leur a donné naissance. Le ratio entre l'énergie cinétique interne d'un gaz K et l'énergie potentielle de gravité (E = -GM²/R) est donnée par le théorème du viriel : E + 2K = 0. C'est le fait que E > K (en valeur absolue) qui fait que le gaz est confiné dans le champ de gravité.

[Lansberg]

D’autant plus qu’il n’est pas vraiment possible de voir exactement où est l'exoplanète à cause de la différence de luminosité avec son étoile.

La détection d'une exoplanète peut se faire lorsqu'elle passe devant l'étoile (il faut bien sûr que son orbite soit bien orientée par rapport à nous). C'est ce qu'on appelle un transit. La luminosité de l'étoile diminue et ça peut se mesurer. On arrive à le faire assez facilement avec du matériel d'amateur soit en solo soit en collaboratif :
https://www.futura-sciences.com/scie...stellar-92952/

[A voir en vidéo sur Futura]

[Deedee81]

Salut,

Il est même intéressant de comparer le spectre hors et pendant le transit car une partie est due à l'atmosphère planétaire et on a de précieuses informations. On a déjà eut des descriptions d'atmosphères d'exoplanètes et ce sans jamais avoir pu (jusqu'ici) en observer une individuellement (sans se faire aveugler par l'étoile). Et donc là tout se fait en observant.... l'étoile.

Les astronomes sont des magiciens