Concept artistique de Transiting Planet XO-1b. Cliquez pour agrandir
Les astronomes amateurs ont utilisé un équipement peu coûteux pour découvrir une planète de la taille de Jupiter en orbite autour d'une étoile semblable au Soleil à 600 années-lumière. Un télescope automatisé a observé des dizaines de milliers d'étoiles brillantes, puis l'équipe a choisi quelques dizaines de candidats prometteurs. La nouvelle planète, surnommée X0-1b, est la 10e planète jamais découverte à l'aide de la méthode du transit.
Une équipe internationale d'astronomes professionnels et amateurs, utilisant un simple équipement standard pour chaluter le ciel à la recherche de planètes en dehors de notre système solaire, a transporté sa première «prise».
Les astronomes ont découvert une planète de la taille de Jupiter en orbite autour d'une étoile semblable au Soleil à 600 années-lumière de la Terre dans la constellation de la couronne boréale. L'équipe, dirigée par Peter McCullough du Space Telescope Science Institute à Baltimore, Md., Comprend quatre astronomes amateurs d'Amérique du Nord et d'Europe.
L'utilisation de télescopes modestes pour rechercher des planètes extrasolaires permet une collaboration productive entre astronomes professionnels et amateurs qui pourrait accélérer la quête de la planète.
"Cette découverte suggère qu'une flotte de télescopes modestes et l'aide d'astronomes amateurs peuvent rechercher des planètes extrasolaires en transit plusieurs fois plus rapidement que nous ne le sommes actuellement", a déclaré McCullough. Le résultat a été accepté pour publication dans le Astrophysical Journal.
McCullough a déployé un télescope relativement bon marché fabriqué à partir d'équipement commercial pour balayer le ciel à la recherche de planètes extrasolaires. Appelé télescope XO, il se compose de deux téléobjectifs de 200 millimètres et ressemble à une paire de jumelles. Le télescope est au sommet du volcan Haleakala, à Hawaï.
«La réplication du télescope prototype XO coûterait 60 000 $», a expliqué McCullough. «Nous avons dépensé bien plus que cela en logiciels, en particulier pour concevoir et exploiter le système et extraire cette planète des données.»
L'équipe de McCullough a trouvé la planète, surnommée X0-1b, en remarquant de légères baisses dans le flux lumineux de l'étoile lorsque la planète est passée devant l'étoile, appelée transit. La lumière de l'étoile, appelée XO-1, baisse d'environ 2% lorsque la planète XO-1b passe devant elle. L'observation a également révélé que X0-1b est sur une orbite étroite de quatre jours autour de son étoile parente.
Bien que les astronomes aient détecté plus de 180 planètes extrasolaires, X0-1b n'est que la dixième planète découverte en utilisant la méthode du transit. Il s'agit de la deuxième planète trouvée à l'aide de téléobjectifs. Le premier, baptisé TrES-1, a été signalé en 2004. La méthode de transit permet aux astronomes de déterminer la masse et la taille d’une planète. Les astronomes utilisent ces informations pour déduire les caractéristiques de la planète, telles que sa densité.
L'équipe a confirmé l'existence de la planète en utilisant le télescope Harlan J. Smith et le télescope Hobby-Eberly de l'observatoire McDonald de l'Université du Texas pour mesurer la légère oscillation induite par la planète sur son étoile parente. Cette méthode dite de la vitesse radiale a permis à l'équipe de calculer une masse précise pour la planète, qui est légèrement inférieure à celle de Jupiter (environ 0,9 masse de Jupiter). La planète est également beaucoup plus grande que sa masse ne le suggère. "Parmi les planètes qui passent devant leurs étoiles, XO-1b est la plus similaire à Jupiter encore connue, et l'étoile XO-1 est la plus similaire au Soleil", a déclaré McCullough, bien qu'il n'ait pas tardé à ajouter: " mais XO-1b est beaucoup plus proche de son étoile que Jupiter du Soleil. »
La technique innovante de l'astronome consistant à utiliser des télescopes relativement peu coûteux pour rechercher des planètes éclipsantes favorise la recherche de planètes en orbite près de leurs étoiles parentes. La planète doit également être suffisamment grande pour produire une baisse mesurable de la lumière des étoiles.
La planète est la première découverte dans la recherche de trois ans de McCullough pour les planètes extrasolaires en transit. La quête de la planète est financée par une subvention du programme Origins de la NASA.
La technique de recherche de planète de McCullough implique des balayages nocturnes du ciel à l'aide du télescope XO à Hawaï pour noter la luminosité des étoiles qu'il rencontre. Un programme informatique parcourt plusieurs milliers d'étoiles tous les deux mois à la recherche de minuscules creux dans la lumière des étoiles, la signature d'un éventuel transit planétaire. L'ordinateur propose quelques centaines de possibilités. Parmi ces candidats, McCullough et son équipe sélectionnent quelques dizaines de pistes prometteuses. Il transmet ces étoiles aux quatre astronomes amateurs pour étudier plus attentivement les transits possibles.
De septembre 2003 à septembre 2005, le télescope XO a observé des dizaines de milliers d'étoiles brillantes. Pendant ce temps, son équipe d'astronomes amateurs a étudié quelques dizaines d'étoiles candidates prometteuses identifiées par McCullough et son équipe. L'étoile X0-1 a été identifiée comme un candidat prometteur en juin 2005. Les astronomes amateurs l'ont observée en juin et juillet 2005, confirmant qu'un objet de la taille d'une planète éclipsait l'étoile. L'équipe de McCullough s'est ensuite tournée vers l'observatoire McDonald au Texas pour obtenir la masse de l'objet et la vérifier en tant que planète. Il a reçu la nouvelle de l'observation du télescope à 12 h 06 le 16 février 2006, de Chris Johns-Krull, un ami et collègue de l'Université Rice.
"C'était une sensation merveilleuse parce que l'équipe avait travaillé pendant trois ans pour trouver cette planète", a expliqué McCullough. "La découverte représente quelques octets sur près d'un téraoctet de données: c'est comme essayer de distiller l'or de l'eau de mer."
La découverte a également une signification familiale particulière pour l'astronome. «Le mentor de mon père était Harlan J. Smith, l'homme dont l'ambition et le travail acharné ont produit le télescope que nous avons utilisé pour acquérir les données de vérification.»
McCullough pense que la planète nouvellement découverte est un candidat parfait pour l'étude par les télescopes spatiaux Hubble et Spitzer. Hubble peut mesurer précisément la distance de l'étoile et la taille de la planète. Spitzer peut réellement voir le rayonnement infrarouge de la planète. En chronométrant la disparition de la planète derrière l'étoile, Spitzer peut également mesurer l '«ellipticité» ou la «rondeur» de l'orbite de la planète. Si l'orbite est elliptique, alors la force gravitationnelle variable entraînerait un réchauffement supplémentaire de la planète, élargissant son atmosphère et expliquant peut-être pourquoi le diamètre de l'objet semble particulièrement grand pour un corps de sa masse calculée.
"En synchronisant les passages de la planète à travers l'étoile, les astronomes amateurs et professionnels pourraient avoir la chance de détecter la présence d'une autre planète dans le système XO-1 par ses remorqueurs gravitationnels sur XO-1b", a déclaré McCullough. "Il est même possible qu'une telle planète soit similaire à la Terre."
Source d'origine: Communiqué de presse HubbleSite
