19 Novembre 2018

Le nouveau catalogue d’exoplanètes du télescope CoRoT va être mis en ligne

Le catalogue des exoplanètes et des objets en transits observés par CoRoT va être publié pour offrir le bilan des 5 ans de la mission de ce télescope spatial, désorbité en 2014. Nous en discutons avec Magali Deleuil, qui est l’auteur principal de la publication annonçant ce catalogue. Elle est astrophysicienne, enseignante-chercheur à l’université d’Aix-Marseille, et coordinatrice du programme exoplanètes de CoRoT.

Une équipe internationale a ré-analysé l’intégralité des courbes de lumière du télescope spatial CoRoT, qui avaient été rendues publiques en 2016. Les détections du satellite ont été triées et cataloguées pour être mises à disposition du reste de la communauté scientifique. Pendant ses 5 ans de mission entre janvier 2007 et octobre 2012, CoRoT a observé 160 000 étoiles. Il en a obtenu plus de 170 000 courbes de luminosité, et chacune a été analysée pour y rechercher le signe d’une exoplanète éclipsant partiellement son étoile (on parle de transit). Par exemple, le transit d’une planète peut se confondre avec deux étoiles très proches, tournant autour de leur centre de gravité commun et s’éclipsant mutuellement (elles sont alors appelées binaires à éclipses).

Les auteurs de l’analyse ont obtenu 4123 détections à interpréter : la difficulté réside dans la distinction entre ces deux cas pour éviter les fausses détections (faux-positifs) de planètes. Jusqu’à présent, 37 planètes et naines brunes ont été formellement découvertes grâce à CoRoT, pour 557 planètes candidates. L’autre difficulté est le temps nécessaire pour obtenir suffisamment de données : plus une planète est éloignée de son étoile, plus elle met de temps à boucler son orbite complète. Cela peut prendre des années, et il faut normalement plusieurs transits, donc plusieurs passages de la planète devant son étoile, pour pouvoir être confiant sur la détection.

« On peut éventuellement s’en sortir pour affirmer l’existence d’une exoplanète avec un seul transit devant son étoile, précise Magali Deleuil, mais pour cela il faut bien connaître l’étoile. Après, ça ne donne pas sa période de révolution précise, et il faut de toute façon finir de valider avec l’autre méthode, typiquement la méthode dite des vitesses radiales. Celle-ci consiste à mesurer les changements de vitesse de l’étoile que la présence d’une planète provoque. La planète autour de son étoile induit en effet un mouvement périodique de l’astre, qui reflète celui de la planète autour de leur centre de gravité commun. » Compléter les mesures réalisées par CoRoT avec des mesures par vitesse radiale permet en outre d’accéder à un autre paramètre de la planète, à savoir sa masse. La densité moyenne de la planète peut ensuite être estimée en combinant la masse au rayon déduit du transit. Sa nature, rocheuse ou gazeuse, peut alors être identifiée également.

La délicate chasse aux planètes

Certaines « planètes » sont donc écartées en tant que telles et identifiées soit en tant que binaires à éclipse soit en tant que fausse détection. D’autres ne peuvent être ni confirmées ni franchement rejetées. Faire cette distinction nécessite d’examiner soigneusement chaque détection, calculer les paramètres du transit (profondeur, durée …) et analyser l’ensemble des résultats, incluant les observations complémentaires réalisées sur des instruments au sol. Le catalogue fournit à la communauté scientifique l’ensemble des détections traitées de façon homogène, pour bilan définitif de cette mission CoRoT.

« Toutes les planètes ont déjà été publiées ailleurs, avec des analyses plus fouillées, réalisées avec des logiciels différents. Mais dans le cas présent, nous avons utilisé un unique logiciel pour construire ce catalogue final. Avant elles étaient publiées au cas par cas, maintenant c’est un bilan complet et les détections sont classées : les faux positifs d’origine stellaire ou dus à des problèmes instrumentaux, les planètes et naines brunes clairement identifiées, et les cas que nous gardons comme planètes candidates. Ces dernières ne peuvent être confirmées par les instruments actuels par manque de précision de mesure sur des étoiles très peu lumineuses. Cette confirmation est indispensable car nous ne sommes pas à l’abris de fausse détections. C’est pour cela que le catalogue fournit également la liste des fausses détections, lorsque nous avons pu les identifier. Par exemple sur la figure 8 de l’article (voir ci-dessous), l’étoile indiquée en jaune est une variable, périodique, dont la lumière contamine celle des autres étoiles sur le détecteur de CoRoT. Sa signature photométrique se retrouve sur toutes les étoiles qui sont en rouge. »

Crédits : M. Deleuil et al.: Planets, candidates, and binaries from the CoRoT/Exoplanet programme, Astronomy & Astrophysics

La moitié des planètes candidates n’ont pas encore fait l’objet d’observations complémentaires avec les télescopes au sol. Et pour celles qui l’ont été, leur nature exacte reste encore inconnue. Il faudra pour cela des instruments plus performants, capables de mesurer des signaux de petite amplitude. Les résultats de CoRoT serviront d’ores-et-déjà de base à la nouvelle génération de télescopes spatiaux : l’américain TESS lancé en avril 2018, et à l’européen PLATO prévu pour 2024.

Le catalogue sera prochainement mis en ligne dans le CDS (Centre de Données astronomiques de Strasbourg).

Publication

Planets, candidates, and binaries from the CoRoT/Exoplanet programme M. Deleuil et al. Astronomy and Astrophysics, Volume 619, November 2018

Contact

Magali Deleuil
Laboratoire d’astrophysique de Marseille
Technopôle de Marseille-Etoile
38, rue Frédéric Joliot-Curie 13388 cedex 13 Marseille
Tel : 04 91 05 59 29 / + 33 4 91 05 59 29
Courriel : magali.deleuil at lam.fr

© CNES 2006, Illustration D. Ducros

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