Astronomie Québec n°2-4 nov/déc 2013
Astronomie Québec n°2-4 nov/déc 2013
  • Prix facial : gratuit

  • Parution : n°2-4 de nov/déc 2013

  • Périodicité : bimestriel

  • Editeur : Pierre Paquette

  • Format : (216 x 279) mm

  • Nombre de pages : 64

  • Taille du fichier PDF : 5,6 Mo

  • Dans ce numéro : Vitali Nevski, codécouvreur de la comète ISON.

  • Prix de vente (PDF) : gratuit

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Histoire HR 8799 : Première image d’un autre système planétaire Deuxième partie En attente de nouvelles images Illustration artistique de ce à quoi pourrait ressembler le système de HR 8799 Credit : Gemini Observatory Artwork by Lynette Cook La découverte de la candidate autour de HR 8799 était très prometteuse, mais elle demeurait insuffisante pour écrire un article scientifique et annoncer la nouvelle. Il fallait d’abord confirmer que c’était bel et bien une planète, et non une simple étoile d’arrière-plan — le sondage GDPS, entre autres, a trouvé plusieurs centaines d’étoiles d’arrière-plan près d’étoiles proches ; alors ce genre de détection, même si elle est très prometteuse, ne suffit pas à convaincre hors de tout doute de la nature planétaire de l’objet. Photo : C. Marois par Christian Marois J’ai donc utilisé cette candidate dans notre demande de temps d’observation au télescope afin de prendre de nouvelles images à l’été ou à l’automne 2008 dans le but de confirmer que la candidate orbite l’étoile. Il suffit de prendre deux images à quelques mois d’intervalle pour confirmer qu’une candidate se déplace dans la Voie lactée avec l’étoile, donc qu’elle orbite bien autour de celle-ci. La demande a été acceptée, et les observations ont été prévues pour l’automne 2008. À la mi-juin 2008, à ma grande surprise, j’ai reçu un appel téléphonique du professeur Paul Kalas, de l’Université de Californie à Berkeley, m’annonçant sa découverte d’une planète autour de l’étoile Fomalhaut (Alpha Piscis Austrini ou α PsA). Son équipe avait déjà de l’avance sur notre possible découverte, car elle avait déjà confirmé que l’objet (Fomalhaut b) orbite l’étoile, à l’aide de deux vieilles images des archives du télescope spatial Hubble. Malgré la détection confirmée, l’interprétation des données demeurait complexe, et ils avaient besoin de mon savoir-faire dans l’analyse d’images et la soustraction de tavelures pour tenter de retrouver la planète dans des données prises au télescope Keck. J’ai donc accepté, et je me suis joint à leur équipe en échange d’être inclus dans la liste des auteurs de leur article scientifique portant sur cette importante découverte. Deux semaines plus tard, je me rendais à la conférence SPIE de Marseille (France), armé des images de Fomalhaut prises par le télescope Keck, et en attente de nouvelles images de HR 8799. Durant les pauses de la conférence, Michael P.Fitzgerald (de Berkeley) et moi essayions sans relâche de retrouver Fomalhaut b dans les images du Keck, mais sans succès. En me déplaçant entre deux salles de conférence, j’ai rencontré mon collaborateur David Lafrenière, à l’époque chercheur postdoctoral à l’Université de Toronto (maintenant professeur à l’Université de Montréal). Il m’a annoncé la 20 Astronomie-Québec Septembre/octobre 2013
découverte par leur groupe d’une planète en orbite à très grande séparation (330 au !) autour d’une étoile (RSX 1609) dans un jeune amas stellaire d’environ dix millions d’années. La détection était confirmée, et ils effectuaient la spectroscopie de son atmosphère. Impressionné par le nombre de découvertes qui arrivaient en même temps (après quatre ans de déception), je lui fis part de notre possible découverte autour de HR 8799, en lui indiquant que nous étions toujours en attente de nouvelles images pour confirmer la nature de l’objet (la découverte de Fomalhaut b devait rester secrète selon l’entente que j’avais avec l’équipe de Paul Kalas). De retour de la conférence SPIE, j’ai terminé toutes mes analyses des images de Fomalhaut b, je les ai envoyées à l’équipe de Berkeley, et je me suis mis à préparer notre mission de la semaine suivante au Keck. Durant le voyage d’avion pour me rendre à Hawaii, j’ai décidé de jeter un coup d’œil aux images de HR 8799 faites en octobre 2007 au télescope Keck afin de voir si nous pouvions déceler la même candidate, ce qui nous permettrait de mieux confirmer si elle orbite ou non l’étoile — prendre des images à partir de deux télescopes différents pour confirmer si un objet est lié est risqué, car les deux instruments ne sont pas calibrés de la même façon, et ceci peut générer d’importantes incertitudes et des conclusions erronées). Après environ une heure de travail, mon programme d’analyse et de soustraction de tavelures avait enfin terminé. Il me restait donc à ouvrir le fichier de l’image soustraite pour voir ou non notre candidate. Sans attendre, avec une certaine anxiété, j’ouvris le fichier (figure 1)… Je fus complètement bouleversé : il n’y avait pas seulement une candidate, mais bien deux ! Un autre objet, environ trois fois plus brillant (environ sept fois la masse de Jupiter, donc encore une géante gazeuse), avait été vu par le télescope Keck au nordouest, un peu plus près de l’étoile. Avions-nous vraiment un système à deux planètes ? La probabilité d’avoir deux aussi bonnes candidates autour d’une même étoile sans que ces objets soient liés était quasi-nulle. Durant toutes ces années de recherche, je n’avais jamais vraiment imaginé que nous puissions prendre des images de systèmes multiples… Notre système solaire ne possède qu’une seule planète géante gazeuse qu’on pourrait espérer détecter dans un système semblable au nôtre ayant moins de 30 millions d’années. Au plus, nous nous attendions à voir une seule planète. À 10 km d’altitude, au milieu du Pacifique et en route pour une mission d’observation au télescope Keck, je gardais les yeux rivés sur mon écran d’ordinateur portable. Après 10 ans de recherche, j’avais enfin devant mes yeux la première image de planètes en orbite autour d’une étoile autre que le Soleil. % I * t 111.'.-r - P, - -4 - ,. -...101.* * i * "" M1'}, 4 4 Confirmation officielle En descendant de l’avion, dans la voiture de location pour me rendre à la salle d’observation du Keck, j’ai enfin pu exprimer ma joie. Je ne me souviens pas d’avoir autant crié de ma vie ! Statistiquement, il était très peu probable que ces objets n’orbitent pas l’étoile, mais il fallait quand même faire de nouvelles observations pour convaincre le reste de la communauté astronomique. En arrivant à la salle d’observation, j’ai montré ces images à mon collaborateur Travis Barman (spécialiste des modèles d’atmosphère des exoplanètes, il se trouvait à Hawaii car il observait la nuit précédente pour un autre projet). J’ai aussi envoyé les images au reste de l’équipe. La plupart des gens de l’équipe doutaient… Bruce Macintosh, mon ancien superviseur de recherche au LLNL, a même parié 10 $ (pour mettre un certain suspense et pour s’amuser) que ces deux objets étaient en fait des étoiles d’arrière-plan et non des planètes. « Pourquoi, après autant de déception durant les quatre dernières années, trouverions-nous soudain un système à deux planètes ? Nous avons de la difficulté à trouver une seule planète autour d’étoiles, pourquoi soudainement une étoile en aurait-elle deux ? » Convaincu de la nature de ces deux objets, j’ai accepté le pari sans hésiter. Figure 1 : Image de HR 8799 prise au télescope Keck en octobre 2007. Deux candidates sont visibles, une au nord-est (HR 8799b) et une nouvelle, à 0,96″ (38 au) au nord-ouest (maintenant appelée HR 8799c). Le soir suivant, la nuit fatidique était enfin arrivée. J’observais seul de la salle de contrôle à Waimea, alors qu’un de mes collaborateurs, Ben Zuckerman, participait par vidéoconférence depuis l’Université de Californie à Los Angeles. Ben n’aimait pas vraiment l’idée d’observer des étoiles plus massives que le Soleil pour imager des planètes, car notre Toutes les images sont de l’auteur, sauf mention contraire. Septembre/octobre 2013 astronomie-quebec.com 21



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