LESIA - Observatoire de Paris

CoRoT découvre 10 nouvelles planètes extra-solaires

mardi 14 juin 2011

(mise à jour le 16 juin 2011)

Le satellite CoRoT a identifié par transit 10 nouvelles exoplanètes, qui ont été confirmées par des observations de suivi depuis le sol. Sept sont des Jupiters chauds, avec des propriétés parfois peu communes, et trois sont de plus petites masses : une est légèrement plus petite que Saturne, et deux sont des "Neptunes" orbitant la même étoile. Ces découvertes ont été annoncées au deuxième Symposium CoRoT, tenu cette semaine à Marseille.

Les astronomes dans le monde entier ont détecté plus de 550 planètes extrasolaires. Elles sont plus diverses que ce qu’on avait jamais imaginé. Tandis que certaines ont besoin de plusieurs années pour faire le tour de leur étoile, d’autres le font en moins d’un jour. Elles sont de toutes les tailles, depuis des géantes gazeuses deux fois plus grandes que Jupiter à de petites planètes comparables à la Terre.

CoRoT, satellite européen piloté par l’agence spatiale française CNES était la première mission spatiale conçue pour trouver des planètes extrasolaires. Accomplissant maintenant sa cinquième année en orbite, il a détecté des centaines de candidats planètes, beaucoup étant le sujet d’études continues pour appréhender leur vraie nature, 15 planètes ayant déjà été confirmées. CoRoT emploie la méthode des transits, en surveillant des dizaines de milliers d’étoiles simultanément et en détectant les occultations très faibles et périodiques de l’éclat provoquées par une planète passant devant son étoile. Les transits permettent aux astronomes de mesurer le rayon des planètes et sont complétées par des observations au sol pour déterminer leur masse.

Les 10 nouvelles planètes confirmées — voir les détails ci-dessous — vont de CoRoT-16b à 24b et c. Sept sont des Jupiters chauds, certains étant exceptionnellement denses et/ou sur des orbites exceptionnellement elliptiques, et une est en orbite autour d’une étoile exceptionnellement jeune. Il y a beaucoup à apprendre de ces systèmes au sujet de la manière dont les planètes géantes se forment et évoluent. L’annonce inclut également une planète légèrement plus petite que Saturne, et deux "Neptunes" autour de la même étoile. Seulement une poignée de ce genre de planètes a été caractérisée en détail, ce qui les rend particulièrement intéressantes.

La corbeille des nouvelles planètes

  • CoRoT-16b : Une planète géante, gonflée, de courte période, de la taille de Jupiter et la moitié de sa masse. Elle orbite en 5,3 jours autour d’une étoile avec un âge de 6 milliards d’annnées. L’orbite de cette planète est excentrique, ce qui est très rare pour un système planétaire serré aussi ancien
  • CoRoT-17b : Une planète géante massive autour d’une étoile ayant un âge de 10 milliards d’années, soit deux fois plus que notre Soleil. Elle orbite en 3.7 jours, a 2,4 fois la masse de Jupiter et une densité double de celle de Jupiter. Observer un aussi vieux système planétaire est important pour comprendre l’évolution à long terme des planètes géantes.
  • CoRoT-18b : L’orbite de ce Jupiter chaud a une période de 1,9 jour et est alignée avec l’équateur de son étoile. Cette planète a une taille le 1,4 fois de Jupiter mais 3,5 fois sa masse, étant ainsi plus dense que Jupiter.
  • CoRoT-19b : Une planète avec la même masse que Jupiter mais 1,5 fois sa taille. Elle a une densité bien moindre que celle de Saturne, la planète la moins dense dans notre système solaire.
  • CoRoT-20b : Un Jupiter chaud sur une orbite excentrique avec une période de 9,2 jours. CoRoT-20b est spéciale parce qu’elle a une orbite très excentrique qui peut être liée à sa très grande densité, deux fois cela de Mars, quoique ce soit une planète géante gazeuse.
  • CoRoT-21b : Une planète géante gazeuse avec une taille 1,3 fois celle de Jupiter et 2,5 fois sa masse. C’est l’une des étoiles de CoRoT les plus faibles pour lesquelles la masse de planète a été déterminée. Ces mesures de masse ont exigé des observations avec le télescope de Keck 10m à Hawaï.
  • CoRoT-22b : Cette planète a une taille de 0,62 rayon de Saturne. La masse de cette exoplanète doit encore être déterminée avec précision, mais elle est certainement moins que la moitié de celle de Saturne.
  • CoRoT-23b : Un Jupiter chaud sur une orbite de 3,6 jours avec une autre orbite excentrique inattendue.
  • CoRoT-24b and 24c : Un système avec deux planètes en transit de la taille de Neptune sur des orbites de 5,1 et 11,8 jours. Les planètes ont des rayons de 4,2 et 2,7 rayons terrestres respectivement.
Figure 1 : Corot-23b
Figure 1 : Corot-23b

La courbe de vitesse radiale présentant l’écart à la sinusoïde caractéristique d’une excentricité non nulle (ici e = 0.16).
Cliquer sur l’image pour l’agrandir

La mission spatiale de CoRoT

CoRoT est un télescope spatial de 27cm qui recherche des exoplanètes avec la méthode dite des transits. Elle mesure la diminution très faible de l’éclat quand un objet passe devant une étoile. La mission spatiale CoRoT est pilotée par l’agence spatiale française CNES avec des contributions à partir de l’Agence Spatiale Européenne (ESA), de l’Autriche, de la Belgique, de l’Allemagne (DLR), de l’Espagne et du Brésil.

Depuis son lancement en décembre 2006, CoRoT a déjà trouvé 24 planètes extrasolaires confirmées. Le nombre de planètes extrasolaires possibles est encore plus grand : CoRoT a identifié 401 candidats possibles de planètes qui sont en cours d’analyse. Afin de déterminer si ces candidats sont réellement les planètes extrasolaires, l’équipe de CoRoT utilise des télescopes au sol dans le monde entier pour des observations de suivi.

Le segment au sol de soutien

Les données de CoRoT peuvent seulement déterminer le rayon de la planète. La mesure de la masse planétaire exige des observations au sol utilisant la méthode de l’effet Doppler. Des mesures additionnelles de la Terre sont également exigées pour exclure d’autres phénomènes qui peuvent imiter une planète. Un certain nombre de télescopes au sol complètent les observations de CoRoT et contribuent à la caractérisation des planètes : le téléscope Canada-France-Hawaï (INSU-CNRS, CNRC, U. Hawaï), IAC80 et ESA-OGS de l’observatoire Teide (Espagne), le télescope de 1,2 m à Observatoire Haute Provence (France), le télescope suisse Euler de 1.2m au Chili, les télescope de 0,46 et de 1m de l’Observatoire Wise (Israël), les télescopes de Thuringe (Allemagne), les télescopes BEST et BEST II de du cnetre DLR à Berlin, le télescope de 2.1m Otto Struve à l’observatoire de McDonald (Texas, Etats-Unis), le spectrographe FIES sur le télescope Nordic Optical Telescope de 2,56m à la La Palma (Espagne), le spectrographe HARPS sur le télescope de 3.6 m (ESO/Chile), le VLT de l’ESO à l’observatoire de Paranal au Chili avec UVES, CRIRES et NACO, le spectrographe HIRES (utilisant du temps financé par la NASA) sur le télescope de 10m KECK à Hawaï (Etats-Unis) et le spectrographe SOPHIE, sur le télescope de 1,93m à l’observatoire de Haute Provence en France.

Contact

  • Daniel Rouan (LESIA, Observatoire de Paris / CNRS / UPMC / Université Denis Diderot)
  • Benjamin Samuel (LESIA, Observatoire de Paris / CNRS / UPMC / Université Denis Diderot)
  • Jean Schneider (LUTH, Observatoire de Paris, CNRS)