Roger Ferlet
Institut d’Astrophysique de Paris
IAP
3 avril 2004
Planètes Extra-solaires
Transit de Vénus 1882 Plaques USNO
• Halley (1716) : méthode de la parallaxe solaire pour
mesurer le Système solaire.• 1761 & 1769 : la fièvre des expéditions.
Détermination de la distance Terre-Soleil entre 148 et 152 millions de km (Lalande)
http://www.eso.org/outreach/eduoff/edu-prog/vt-2004/index.html
Eclipses d’étoile
La photométrie d’un transit
Brillance
Brillance
Temps
étoile
planète
Eclipses d’étoile
La photométrie d’un transitB
rill
ance
Temps
Stalder1.avi
Eclipses d’étoile
3 avril 2004
120 planètes
105 systèmes planétaires
13 systèmes multiples
Un peu moins de 10% des étoiles proches
Eclipses d’étoile
Effets dynamiques
Le lanceur du marteau
Décalage Doppler causé par le mouvement de l’étoile.
Planète invisible
M sin i = 0.46 Mj
a = 0.05 UA
Mayor et Queloz (1995)
« Jupiters chauds »
Eclipses d’étoile
HD 209458 bOsiris
Eclipses d’étoile
L’occultation de HD 209458
Charbonneau et al. (2000)
Amplitude photométrique du transit: 1.58 ± 0.18 %
Vitesses Radiales / OccultationVitesses Radiales / Occultation
Période = 3.524738 joursPériode = 3.524738 jours
Masse = 0.69 ± 0.05 MMasse = 0.69 ± 0.05 MJupiterJupiter
Rayon = 1.35 ± 0.04 RRayon = 1.35 ± 0.04 RJupiterJupiter
DensitéDensité = 0.35 ± 0.05 g/cm= 0.35 ± 0.05 g/cm33
HD 209458bHD 209458b
Eclipses d’étoile
Osirisvu par Hipparcos
Robichon & Arenou (2000)
Eclipses d’étoile
Osirisvu par des amateurs
Eclipses d’étoile
Atmosphère, atmosphère…
-100 0 100 (km s-1) | | |
15 ±4%
• HD209458b seule (1.35 RJupiter = 96,500 km) → 1.6 % absorption Lobe de Roche rempli (2.7 ROsiris = 3.6 RJupiter) → 10 % absorption Hydrogène: 15 % absorption → 3.2 ROsiris= 4.3 RJupiter = 300 000 km
→ Au-delà de la sphère d’influence => l’hydrogène s’échappe• Absorption: de –130 km/s à 100 km/s Vesc = 54 km/s → Au-delà de la vitesse d’échappement => l’hydrogène s’échappe
La planète s’évapore
15 ±4%
-100 0 100 (km s-1) | | |
=> Taux d’évaporation > 1010 g s-1
~ 0.04 UA
Le Lobe de Roche• Lobe de Roche 1D
Le Lobe de Roche
Le Lobe de Roche
Eclipses d’étoile
Conséquences :
Un désert de planètes ?
Les planètes connues actuellement
10m/s(present)1m/s(2003HARPS)
10-5
0.0001
0.001
0.01
0.1
1
10
100
0.01 0.1 1 10 100
SS
msini (Jup)
pulsar
m sin i
a (au)
Plus de 110 Planètes
Eclipses d’étoile
Encore à découvrir
Populations de planètes: tailles, masses, distances… caractéristiques des étoiles parentes
Planètes telluriques ?
Planètes géantes, déjà découvertes
Limite détection,Limite détection,futur prochefutur proche
Planètes chtoniennes ?
Eclipses d’étoile
COROT
Lancement parSOYOUZ / KOUROU
Orbite polaire basse823 km
4. 2 x 9. 6 mètres600 kg
CNES “mini-satellite”
Lancement en 2006
Eclipses d’étoile
KEPLER
Recherche de planètes terrestresNASALancement 2007
95 cm télescope de Schmidt Champ de vue: 100deg2 100 CCDs
5 ans sur un champ
Eclipses d’étoile
EDDINGTON
4 télescopes de Schmidt co-alignésde 60 cm chacunChamp de vue = 35 deg2
Au point L2
Lancement 2008-9 +?
Projet européen ESAAstérosismologie + Recherche de planètes
Actuellement déprogrammé
Eclipses d’étoile
GAIA
ESA “pierre-angulaire”
Physique stellaire
Paramètres fondamentauxCalibration de luminositéVariabilitéBinaires……
Recherche de planètes
Astrométrie >10 000 P ~ ansPhotométrie > 5000 P ~ jours
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
cos (")
1/01/00
1/01/01
1/01/02
1/01/03
1/07/00
1/07/01
1/07/02(")
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
Planète : = 100 mas P = 18 mois
2010 !!?
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
cos (")
1/01/00
1/01/01
1/01/02
1/01/03
1/07/00
1/07/01
1/07/02
(")
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
Eclipses d’étoile
La course aux planètes
0.01
0.1
1
10
100
1000
104
0.01 0.1 1 10 100
m (Terre) a (au)
KEPLER(2007/8)KEPLER(2007/8)EDDINGTON(2008)EDDINGTON(2008)HabitableHabitable
zonezone
Vr (2003)Vr (2003)
COROT (2005)COROT (2005)
GAIA (2010)GAIA (2010)
2015-20 ?
Images et spectres de planètes telluriques
DARWIN
Conséquences• L’oxygène et le carbone sont aussi présents
dans la haute atmosphère d’Osiris~ jusqu’au Lobe de Roche
• Ils sont emportés par le flot d’hydrogène: ECHAPPEMENT HYDRODYNAMIQUE
www.spacetelescope.org
Taux d’évaporation
Evaporation > 1010 g s-1
Distance Orbitale (UA)
Mas
se d
e la
pla
nète
(M
Jupi
ter)
Durée de vie des planètes
An extra-solar planet discovered by transit
Konacki, Torres, Jha, & Sasselov (2003)