Communiqué de presse

Breakthrough Watch et l’Observatoire Austral Européen acquièrent la “première lumière” d’un instrument récemment mis à jour dans le but de détecter des exoplanètes de type Terre au sein du système stellaire le plus proche du nôtre

10 juin 2019

Un nouvel instrument dédié à la recherche d’exoplanètes et installé sur le Very Large Telescope au Chili, a débuté une campagne d’observations d’une durée de 100 heures des étoiles proches Alpha Centauri A et B, afin d’acquérir la toute première image directe d’une exoplanète habitable.

Breakthrough Watch, le programme astronomique mondial dédié à la recherche d’exoplanètes de type Terre autour d’étoiles proches, et l’Observatoire Austral Européen (ESO), la première organisation astronomique intergouvernementale européenne, ont annoncé ce jour avoir capturé une “première lumière” au moyen d’un nouvel instrument de détection d’exoplanètes installé sur le Very Large Telescope de l’ESO au Chili, dans le désert de l’Atacama.

L’instrument, baptisé NEAR (Terres proches dans la région AlphaCen), est conçu pour détecter des exoplanètes au sein du système stellaire voisin du nôtre, Alpha Centauri – plus précisément dans les “zones habitables” de ses deux étoiles semblables au Soleil, au sein desquelles l’eau pourrait exister sous forme liquide. Cet instrument a été développé ces trois dernières années et construit en partenariat avec l’Université d’Uppsala en Suède, l’Université de Liège en Belgique, l’Institut de Technologie de Californie aux Etats-Unis, et Kampf Telescope Optics à Munich en Allemagne.

Le 23 mai dernier, les astronomes de l’ESO en charge du Very Large Telescope (VLT) ont lancé une campagne d’observations d’une durée de 10 jours visant à confirmer ou infirmer la présence d’une ou de plusieurs planètes au sein de ce système stellaire. Les observations s’achèveront demain, soit le 11 juin. Les planètes composant ce système – de dimensions supérieures à deux fois celles de la Terre – sont en théorie détectables au moyen de cette instrumentation mise à niveau. La gamme de longueurs d’onde dans laquelle opère cet instrument s’étend de l’infrarouge proche à l’infrarouge thermique : elle correspond à la chaleur émise par une planète candidate, permet aux astronomes de déterminer la température de la planète et donc d’estimer la possibilité qu’elle abrite de l’eau liquide.

Alpha Centauri est le système stellaire le plus proche de notre Système Solaire – seules 4,37 années-lumière, soit 25 trillion de kilomètres, les séparent. Il se compose de deux étoiles de type Soleil, Alpha Centauri A et B, et d’une étoile de type naine rouge, Proxima Centauri. Notre connaissance actuelle des systèmes planétaires d’Alpha Centauri est incomplète. En 2016, une équipe a découvert, au moyen d’instruments de l’ESO, une planète de type Terre en orbite autour de Proxima Centauri. Les systèmes Alpha Centauri A et B demeurent toutefois inconnus. Nous ignorons dans quelle mesure ces systèmes binaires sont suffisamment stables pour abriter des planètes semblables à la Terre. Et le meilleur moyen d’établir leur présence autour de ces étoiles proches est de tenter de les observer. 

Parvenir à imager de telles planètes constitue toutefois un défi technique majeur : la lumière stellaire que leurs surfaces reflètent est bien souvent d’intensité nettement moindre – des milliards de fois inférieure – à celle émise par leurs étoiles hôtes. Résoudre une petite planète située à proximité de son étoile – distante de quelques années-lumière seulement – équivaut ainsi à détecter, à plusieurs dizaines de kilomètres de distance, la présence d’un papillon de nuit dans la lumière d’un lampadaire. Afin de résoudre ce problème, Breakthrough Watch et l’ESO ont noué, en 2016, un partenariat visant à construire un instrument baptisé coronographe infrarouge thermique. Cet instrument a été conçu pour bloquer en grande partie la lumière issue de l’étoile et optimiser la capture de la lumière infrarouge émise par la surface chaude d’une planète en orbite, en lieu et place de la faible quantité de lumière stellaire qu’elle réfléchit. Tout comme les objets situés à proximité du Soleil – habituellement innondés par sa lumière – peuvent être observés durant une éclipse totale, le coronographe crée une éclipse artificielle de son étoile cible, bloquant sa lumière et permettant la détection d’objets de luminosité plus faible situés dans son environnement proche. Cette étape constitue une avancée significative concernant nos capacités d’observation.

Le coronographe équipe l’un des quatre télescopes de 8 mètres de diamètre du VLT. Il constitue la mise à niveau d’un instrument existant baptisé VISIR, optimisant sa sensibilité aux longueurs d’onde infrarouges associées aux exoplanètes potentiellement habitables. Doté de cette fonctionnalité, il pourra rechercher les signatures thermiques semblables à celle de la Terre, qui absorbe l’énergie en provenance du Soleil et la réémet dans la partie infrarouge du spectre. Parce qu’il combine diverses avancées technologiques récentes dans le domaine astronomique, NEAR apporte trois nouvelles fonctionnalités à l’instrument VISIR existant : tout d’abord, il adapte l’instrument aux besoins de la coronographie, lui permettant de considérablement réduire la lumière émise par l’étoile cible et donc de détecter les signatures de possibles planètes terrestres. Ensuite, il utilise une technique baptisée optique adaptative pour déformer le miroir secondaire du télescope et compenser les effets de flou générés par l’atmosphère terrestre. Enfin, il utilise de nouvelles stratégies de hachage qui réduisent également le bruit, et permettent à l’instrument de rapidement transiter – chaque 100 millisecondes – d’une étoile cible à une autre, maximisant ainsi le temps de télescope. 

Pete Worden, Directeur Exécutif de Breakthrough Initiatives, a déclaré : “Nous sommes ravis d’avoir collaboré avec l’ESO à la conception, à la construction, à l’installation et désormais à l’utilisation de ce nouvel instrument innovant. Si des planètes semblables à la Terre orbitent autour d’Alpha Centauri A et B, c’est une magnifique nouvelle pour chacun de nous, habitants de la Terre”.

“L’ESO est heureux d’apporter au projet NEAR son expertise, son infrastructure existante et son temps d’observation sur le Very Large Telescope”, précise Robin Arsenault, chef de projet à l’ESO.

“Au delà de ses propres objectifs scientifiques, l’exprience NEAR offre une précieuse opportunité : elle ouvre la voie à la conception des chasseurs de planètes qui seront installés sur le futur Extremely Large Telescope”, ajoute Markus Kasper, responsable scientifique de NEAR à l’ESO.

“NEAR est le premier et (actuellement) le seul projet capable d’imager directement une exoplanète habitable. Il constitue une avancée importante. Croisons les doigts – espérons qu’une grande planète habitable orbite autour de Alpha Cen A ou B”, précise Olivier Guyon, responsable scientifique de Breakthrough Watch.

“Par nature, les êtres humains sont des explorateurs”, conclut Yuri Milner, fondateur de Breakthrough Initiatives. “Il est temps de découvrir ce qui se cache derrière la vallée. Ce télescope nous permettra de sonder au travers.”

Notes

Les données acquises par l’expérience NEAR sont accessibles à tous depuis les archives de l’ESO sous le numéro de programme 2102.C-5011. Un ensemble de données prétraitées et condensées sera publié peu après la fin de la compagne d’observations. En outre, l’outil PynPoint de réduction des données d’imagerie à contraste élevé basé sur le langage Python a été adapté au traitement des données NEAR et sera fourni aux membres de la communauté astronomique qui souhaiteraient utiliser ces données mais ne disposeraient pas de leurs propres outils de réduction de données. https://pynpoint.readthedocs.io/en/latest/near.html

Breakthrough Watch est un programme astronomique mondial visant à identifier et caractériser les planètes autour d’étoiles proches. Le programme est dirigé par une équipe internationale d’experts en détection et en imagerie exoplanétaires. https://breakthroughinitiatives.org/initiative/4

Les Breakthrough Initiatives consistent en une série de programmes scientifiques et technologiques fondés par Yuri Milner dans le cadre de la recherche de vie dans l’Univers. Outre Breakthrough Watch, ils incluent Breakthrough Listen, le programme de recherche le plus étendu à ce jour de signes de vie intelligente extraterrestre, et Breakthrough Starshot, la première tentative significative de concevoir et développer une sonde spatiale capable d’atteindre une autre étoile. https://breakthroughinitiatives.org

Yuri Milner fonda le groupe Mail.ru en 1999 qui, sous sa direction, est devenu l’une des principales Web sociétés d’Europe. Il introduisit cette entreprise en bourse en 2010 et fonda DST Global pour se concentrer sur les Web investissements mondiaux. DST Global s’affirma comme l’un des principaux investisseurs mondiaux dans le domaine de la technologie et inclut dans son portefeuille certaines des Web sociétés les plus importantes au monde, telles  Facebook, Twitter, WhatsApp, Snapchat, Airbnb, Spotify et Alibaba. Yuri vit dans la Silicon Valley avec sa famille.

Yuri a obtenu son diplôme d’études supérieures en physique théorique en 1985 puis a mené des recherches sur la théorie des champs quantiques. Yuri et sa femme Julia se sont associés à Sergey Brin, Priscilla Chan et Mark Zuckerberg, Pony Ma et Anne Wojcicki pour financer les Breakthrough Prizes – les plus importants prix scientifiques au monde récompensant d’importantes et récentes découvertes en physique fondamentale, en sciences de la vie et en mathématiques. En juillet 2015, en collaboration avec Stephen Hawking, Yuri a lancé l’initiative Breakthrough Listen et l’a doté d’un fonds de 100 millions de dollars afin de relancer la recherche d’intelligence extraterrestre dans l’Univers. En avril 2016, ils ont lancé le Breakthrough Starshot, un programme de recherche et développement doté de 100 millions de dollars visant à développer une technologie permettant le voyage interstellaire. http://www.yurimilner.com

L'ESO est la première organisation intergouvernementale pour l'astronomie en Europe et l'observatoire astronomique le plus productif au monde. L'ESO est soutenu par 16 pays : l'Allemagne, l'Autriche, la Belgique, le Danemark, l'Espagne, la Finlande, la France, l’Irlande, l'Italie, les Pays-Bas, la Pologne, le Portugal, la République Tchèque, le Royaume-Uni, la Suède et la Suisse. L'ESO conduit d'ambitieux programmes pour la conception, la construction et la gestion de puissants équipements pour l'astronomie au sol qui permettent aux astronomes de faire d'importantes découvertes scientifiques. L'ESO joue également un rôle de leader dans la promotion et l'organisation de la coopération dans le domaine de la recherche en astronomie. L'ESO gère trois sites d'observation uniques, de classe internationale, au Chili : La Silla, Paranal et Chajnantor. À Paranal, l'ESO exploite le VLT « Very Large Telescope », l'observatoire astronomique observant dans le visible le plus avancé au monde et deux télescopes dédiés aux grands sondages. VISTA fonctionne dans l'infrarouge. C'est le plus grand télescope pour les grands sondages. Et, le VLT Survey Telescope (VST) est le plus grand télescope conçu exclusivement pour sonder le ciel dans la lumière visible. L'ESO est le partenaire européen d'ALMA, un télescope astronomique révolutionnaire. ALMA est le plus grand projet astronomique en cours de réalisation. L'ESO est actuellement en train de programmer la réalisation d'un télescope géant (ELT pour Extremely Large Telescope) de la classe des 39 mètres qui observera dans le visible et le proche infrarouge. L'ELT sera « l'œil le plus grand au monde tourné vers le ciel »

Le Very Large Telescope de l’ESO (VLT) a récemment ajouté à sa liste d’instruments de pointe, l’instrument VISIR (Imageur et Spectromètre Infrarouge du VLT) récemment modifié. Le 21 mai 2019, il a effectué ses premières observations en quête de planètes potentiellement habitables dans le système Alpha Centauri.

Liens

• Aperçu de NEAR au sein du Messenger
• Site Web dédié aux Breakthrough Initiatives
• Outil Pynpoint de réduction des données

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