Pour identifier certains ph?nom?nes astrophysiques p?riodiques tels que le transit d'une plan?te extrasolaire devant son ?toile-h?te, ou bien les modes d'oscillation qui font vibrer les astres, les astronomes doivent pouvoir observer sans ambigu?t? et avec pr?cision leur r?p?tition. Pour cela, des observations en continu durant de longues p?riodes sont n?cessaires.
Des observations en continu pendant 3 mois !
En observant seulement pr?s de 6 heures toutes les 24 heures aux latitudes des sites habituels, sans compter les nuages qui peuvent venir perturber leurs observations, les astronomes ne disposent au final que de peu de mesures scientifiquement exploitables. Le D?me C, situ? sur une latitude subpolaire par 75? Sud, avec 3 mois de nuit int?grale, constitue un site d'observation privil?gi?, entre le sol et l'espace.
? E. Aristidi ? G. Dargaud
Au D?me C, les ?toiles dites circumpolaires tournent autour du P?le Sud c?leste durant les 3 mois de l?hiver austral sans jamais se coucher ; soit une centaine de jours pendant lesquels les astronomes peuvent observer ces ?toiles en continu.
De plus, les premiers hivernages ont montr? que la m?t?o y est extr?mement favorable avec pr?s de 90 % de temps clair, c'est-?-dire sans le moindre cirrus pour g?ner les astronomes. Par ailleurs, les effets de scintillation particuli?rement limitant pour des mesures d'intensit? tr?s pr?cises, y sont plus de 3.5 fois moindres que sur des sites de latitude moyenne, notamment au Chili. Des conditions uniques pour lancer des programmes d'observation en continu.
D?tecter des mini ?clipses
La d?tection de plan?tes hors du syst?me solaire ? les exoplan?tes ? ainsi que l'analyse de leurs caract?ristiques ? p?riode orbitale, masse, composition chimique de l?atmosph?re ... - constitue un des enjeux de l'astrophysique moderne. Depuis la premi?re d?couverte d'exoplan?te en 1995, elles sont d?sormais plus de 280 ? avoir ?t? d?busqu?es, quasiment toutes de mani?re indirecte. Car s'il est probable que, d'ici une ? deux d?cennies, des instruments seront capables de ? voir ? directement ces exoplan?tes ? lire Observer des d?tails fins sur des objets astrophysiques, les m?thodes actuelles les plus fructueuses consistent ? d?tecter les effets exerc?s par la plan?te sur son ?toile-h?te en observant cette derni?re attentivement. Par exemple, lorsqu'une plan?te passe entre son ?toile et un observateur, celui-ci va d?tecter une l?g?re baisse de l'intensit? lumineuse provenant de l'?toile. Cette diminution de brillance n?est que de 1%, voire moins, elle dure 2 heures environ (le temps pour la plan?te en orbite autour de son ?toile de passer d?un bord ? l?autre de celle-ci), mais elle se r?p?te tr?s pr?cis?ment ? chaque r?volution (lorsque la plan?te a fait exactement un tour autour de son ?toile). Cette m?thode de d?tection, dite des transits, fournit aux astronomes de nombreuses informations sur la plan?te : la r?p?tition du ph?nom?ne permet d'identifier sa p?riode orbitale ainsi que la taille de son orbite, et la dur?e du transit ainsi que la mesure de la diminution de l'?clat permettent de calculer la taille de la plan?te. On peut par ailleurs mesurer la masse de la plan?te en mesurant par une autre technique la vitesse de d?placement de l??toile par rapport ? nous. Ces deux mesures nous renseignent ainsi sur une propri?t? fondamentale de ces plan?tes : leur composition. On peut savoir si une plan?te donn?e est faite essentiellement de gaz l?gers tels que l?hydrog?ne et l?h?lium (comme Jupiter et Saturne dans notre Syst?me Solaire), d??l?ments issus de la glace d?eau (comme Uranus et Neptune) ou de roches (comme la Terre).
? IMAGE - NASA
Situ? sur les hauts plateaux antarctiques, le D?me C est ? l?abri des syst?mes d?pressionnaires qui tournent autour du continent. De plus, le site se trouve quasiment au centre de ? l?ovale auroral ?, comme on peut le voir sur ce clich? satellite. Les observations astronomiques ne sont donc pas pollu?es par ces ph?nom?nes magn?tiques.
Mais cette m?thode des transits pr?sente un autre avantage : pendant les transits, les rayons lumineux envoy?s par l??toile traversent l?atmosph?re de la plan?te. Comme l??toile est environ un million ? un milliard de fois plus brillante que la plan?te, il est ainsi possible de d?tecter des ?l?ments chimiques pr?sents dans son atmosph?re, sans que ceci n?cessite des t?lescopes de taille gigantesques comme cela est le cas lorsque l?on observe une plan?te qui n?est pas en transit. Les astronomes ont pu ainsi progressivement d?tecter dans ces atmosph?res du sodium, du m?thane, de la vapeur d?eau, et m?me les signes d?une ?vaporation progressive d?une plan?te tr?s proche de son ?toile.
? F. Bouchy et al (2005)
La m?thode des transits consiste ? d?tecter une baisse de luminosit? provoqu?e par le passage d?une exoplan?te entre son ?toile et un observateur. La courbe de luminosit? pr?sent?e ici ( F. Bouchy et al, 2005) montre la pr?sence d?une plan?te gazeuse d?environ 1.15 masse jovienne, orbitant autour de son ?toile en seulement 2.2 jours. Ce type de plan?te est appel? ? Jupiter chaud ?.
Le prix ? payer en contrepartie ? Toutes les plan?tes ne passent pas entre leur ?toile et nous ? chaque r?volution, loin de l? ! On estime en fait que sur un ?chantillon de 1000 ?toiles semblables ? notre Soleil, une seule poss?dera une plan?te g?ante (comme notre Jupiter) observable en transit. D?autre part, en g?n?ral, seules les plan?tes tr?s proches de leur ?toile (celles qui en font le tour en quelques jours seulement) seront d?tect?es. En tout cas, pour les d?busquer, il faut donc observer un grand nombre d??toiles, mesurer leur brillance tr?s pr?cis?ment, et si possible observer en continu pour ne pas ? rater ? ces pr?cieux moments durant lesquels la plan?te obscurcit le disque stellaire. C'est la raison pour laquelle seulement une quarantaine de transits ont pour l'instant ?t? d?tect?es et que la mission spatiale CoRoT (http://corot.oamp.fr/) est en orbite terrestre pour scruter les ?toiles depuis d?cembre 2006..
Dans ce contexte, le site du D?me C, situ? sur les hauts plateaux antarctiques, est particuli?rement propice ? la d?tection de ces plan?tes en transit : en ce lieu, un grand nombre d??toiles ?celles qui sont suffisamment proches du p?le sud c?leste- ne se couchent jamais (voir photo). Elles peuvent ?tre observ?es en continu durant les 3 mois de l'hiver austral. C'est le suivi tr?s pr?cis de la brillance des ?toiles ? l'int?rieur de cette zone qui fait l?objet du projet A STEP (Antarctica Search for Transiting Extrasolar Planets, http://pleiades.unice.fr/astep/). Dans un premier temps, une petite lunette de 10cm de diam?tre pointe en permanence (depuis avril 2008) un champ d??toile centr? exactement sur le p?le sud c?leste. A partir de l'hiver 2010, un t?lescope de 40cm permettra de pointer n?importe quel champ d??toiles d?une taille de 1? par 1? (l'?quivalent de 4 pleines lunes) dans cette zone. Entre 3000 et 8000 ?toiles naines par champ seront scrut?es attentivement avec un double objectif : d?tecter des plan?tes de la taille de Jupiter autour d'?toiles peu brillantes, et caract?riser la qualit? photom?trique du ciel du D?me C pour y lancer un programme plus ambitieux de recherches de transits depuis le sol.
)
)
){kind=spacer}
