Qu`est-ce que CoRoT?
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Les étoiles et leurs planè planètes Quelques résultats de la mission spatiale CoRoT. CoRoT. A. Baglin, Responsable scientifique et toute l’équipe CoRoT 34th SAB 2008 meeting, Passa Quatro 1 Qu’ Qu’estest-ce que CoRoT? Une mission spatiale de photométrie stellaire relative Deux programmes Scientifiques principaux Nécéssitant les mêmes qualités techniques: * Très haute précision (amélioration d’un facteur 1000 ) * Très longues durées d’observation (des mêmes étoiles ~150 jours) * Très peu d’interruptions (< 8%) BDL_ 3 Mars_2010 2 1 Diapositive 1 PB1 Avec CoRoT possibilité sur la voie exoplanète de sur-échantillonner un certain nombre de fenêtres photométriques. Pierre BARGE; 11/05/2005 Les vibrations du Soleil Réseau GONG Découvertes par hasard dans les années 80 SOHO La granulation ! Des millions de fréquences: Amplitudes très faibles: QuickTime™ et un décompresseur codec YUV420 sont requis pour visionner cette image. qq millionièmes Fréquences ~ 3 mHz Modes propres: Harmoniques sphériques: n, l, m BDL_ 3 Mars_2010 3 La structure interne du Soleil Température interne Rotation interne bleu: rotation lente rouge: rotation rapide rigide 15 millions ° surface centre surface 5800° Bien compris ! Base de la zone convective à 0.1% pres (10 % il y a 30 ans) ! La physique du neutrino (masse) Pourquoi ? Processus de transport ? 4 BDL_ 3 Mars_2010 4 2 Observer d’autres étoiles On ne peut pas décrire la structure et l’ évolution des étoiles à partir d’un SEUL cas……… Détecter ces oscillations dans les étoiles est beaucoup plus difficile… Il faut aller dans l’espace! -Signal très faible: 100 milliards fois moins de photons - L’atmosphère terrestre absorbe la lumière des étoiles. - Durée maximale d’observations d’une étoile depuis la Terre 2 mois On choisit la technique photométrique, la moins coûteuse et susceptible de s’appliquer a une grande variété d’étoiles 5 BDL_ 3 Mars_2010 5 Les « spé spécifications » pour la sismologie L’observable: variations au cours du temps du flux lumineux reçu Comptage de photons sur une matrice CCD * Précision de la mesure individuelle ~ 1/N1/2 27cm collecter un max de photons: grand télescope, étoiles brillantes * Durée de l’observation: résolution en fréquence ~1/T, 150 jours observer le plus longtemps possible * Continuité: les interruptions créent des alias dans le spectre de Fourier < 10% CoRoT BDL_ 3 Mars_2010 6 3 Les planè planètes extrasolaires ….. arrivent En 1995, découverte de la première planète extrasolaire À l’Observatoire de Haute-Provence Collaboration Suisse-France, Michel Mayor 51 Peg P = 4,7 jours, A=0.05 u.a. M = 0.47 MJupiter Mesure de la période (distance étoile / planète) et la masse de la planète Très difficile de détecter des petites masses……. BDL_ 3 Mars_2010 7 Détecter des planè planètes en photomé photométrie QuickTime™ et un décompresseur GIF sont requis pour visionner cette image. ∆F/F ≈10 hrs 100 ppm t(heures) ∆F/F ~ (Rpla/R* )2 ~ 1/10 000 pour Terre/Soleil Si on est dans la bonne direction (probabilité ≤ 0.01) Observer beaucoup d’étoiles…. Nécessite un instrument de mesure avec des caractéristiques techniques très voisines de celles requises pour la sismologie Une mission commune est possible BDL_ 3 Mars_2010 8 4 Le challenge de CoRoT Réaliser les deux programmes simultanément Une camera avec 4 détecteurs 2 par programme, d= 1°67 12 000 étoiles (donc faibles) pour la recherche d’exoplanètes 10 étoiles brillantes bien echantillonnées pour la sismologie 8 mars 2009 BDL_ 3 Mars_2010 9 L’instrument Baffle trè très efficace ~ 1 photon sur 1 milliard de milliards 3 m 30 1/09/05 CNES Toulouse Télescope afocal : diamè diamètre 27 cm champ : 7 degré degrés carré carrés Camé Caméra: 4 dé détecteurs CCD 2000x2000 pixels 2 pour chaque programme Case à équipements (électronique) 10 BDL_ 3 Mars_2010 10 5 Le satellite Tests de l’ouverture des panneaux solaires Tests de vibration Thales Alenia Space Cannes Juin 2006 11 BDL_ 3 Mars_2010 11 Le lancement 27 decembre 2006 a 14:23:38 UT Soyuz II-1b premier vol Cosmodrome de Baïkonour 1161 jours en orbite BDL_ 3 Mars_2010 12 6 Le suivi au sol Observations complé complémentaires Sur té télescopes au sol Le segment sol opé opérationnel TC/TM -Optimiser la sé sélection des cibles -- Mieux connaî connaître les objets observé observés BDL_ 3 Mars_2010 13 L’orbite et la straté stratégie d’ d’observation Observer le plus longtemps possible une direction fixe du ciel Orbite polaire 120° 150° 90° 180° 60° 210° 22h 20h 18h 16h 14h 12h 10h 8h 6h 4h 2h 0h 30° 240° 0° 270° 330° Directions d’observation fixes pour toute la mission Diamétralement opposées Le long de l’équateur céleste 300° Observées chacunes pendant 180 jours BDL_ 3 Mars_2010 14 7 Les courbes de lumiè lumière BDL_ 3 Mars_2010 15 Les cibles observé observées en sismologie 7 O stars 109 up to now 18 B stars, Beta Ceph, 3 Be 15 giants (K,G,F) 9 Delta Scuti, 3 known gam Dor 14 A/early F stars ? 2 Am, 8 Ap, 14 solar-like puls. cand. (one observed twice) BDL_ 3 Mars_2010 16 8 Les analogues solaires oscillations mag 6 granulation Bruit blanc mag 8 mag 7 BDL_ 3 Mars_2010 17 Les difficulté difficultés…… Le premier exemple! Une étoile type solaire M = 1.2 M0 Mais plus chaude 42 modes l = 0,1,2 sur 14 ordres radiaux identification déterminer la fonction propre, essentielle pour la structure Ambiguité l=0 ou l=2……. Car les durées de vie sont courtes Et l’ étoile tourne vite Diagramme echelle Confidence level increases with LRa01 140 days Lesson: solar type stars have to be observed for very long periods BDL_ 3 Mars_2010 18 9 La structure du noyau convectif 0.7 M0 1 M0 10 M0 Id 1 Id 2 Very large core 0.7 Hp Smaller core 0.2 to 0.3 Hp BDL_ 3 Mars_2010 19 La trace de l’evolution HD 49385 HD 49933 Grandes amplitudes Plus lumineuse que le Soleil Vconv + élevée Même T X 49933 Blue l=0 Red l=1 Green l=2 Violet l=3 X 49385 l=1 associated to a mixed mode l=2 BDL_ 3 Mars_2010 20 10 Les etoiles de la bande d’ d’instabilité instabilité Grandes amplitudes, Modes auto-excités Limite au sol BDL_ 3 Mars_2010 21 Une forêt forêt de raies trè très complexe! complexe! Comparaison star (mV=9) Seuil de detection CoRoT Variable star (mV=9) Plusieurs milliers de pics significatifs Nouvelles méthodes d’analyse et d’interpretation……. BDL_ 3 Mars_2010 22 11 Les étoiles massives CoRoT permet de détecter des modes de très basse fréquence Pour la première fois Retrouvés en spectroscopie Coeur étendu Petit coeur Détection des modes de gravité et de leur equidistance en periode BDL_ 3 Mars_2010 23 Eruption d’ d’une étoile Be HD 49330 156 Jours Champ sismo V= 8.5 Enveloppe / pulsation Interaction ? 11.6 µHz BDL_ 3 Mars_2010 24 12 Nouveau regard sur la Variabilité Variabilité stellaire 90 000 etoiles 40 000 étudiées 45% Variables Avant <10% Classification Automatique 29 classes ….. BDL_ 3 Mars_2010 25 Les gé exoplanete! géantes rouges…dans le champ exoplanete! Statistics on ν max ∆ν= 4.8 µHz (400 objects) Red clump Indicator of mass ….. stellar population l= 1 l=2 l=0 BUT….. Not always as nice! BDL_ 3 Mars_2010 26 13 Etoiles de type RR Lyrae BDL_ 3 Mars_2010 27 Rotation et inhomogé inhomogénéité ités de surface Rotation différentielle Vr au cours de l’evolution BDL_ 3 Mars_2010 28 14 Binaires à eclipses M1 = 4 ; M2 = 2.7 M0 130 Myr Oscillations ? Nuage circumstellaire…. BDL_ 3 Mars_2010 29 Les candidats planè planètes Les transits sont détectés automatiquement par plusieurs groupes travaillant independamment 100 000 objets déjà traités BDL_ 3 Mars_2010 30 15 Mais estest-ce bien une planè planète? Binaire à éclipses rasante Transit d’une naine devant une géante Binaire à éclipse de fond Seules des observations complémentaires au sol permettent de trancher en général ! (très grands télescopes) BDL_ 3 Mars_2010 31 Les imposteurs sont trè très nombreux Un Run: 9 to 11 000 cibles A partir des courbes de lumière Candidats : ~ 230 Binaires: 180 ~ 156 days A partir d’observations complémentaires au sol Binaires de fond: ~ 30 Binaires 10 Non expliqué : ~7 18 days Observation en Vitesse longues et difficile pour les petites planètes--> MASSE Actuellement 2 ou 3 sont confirmé confirmées ! BDL_ 3 Mars_2010 32 16 Des Jupiters chauds CoRoTCoRoT-exoexo-1b 36 transits Période: 1.51 jour Rayon:1.49 RJup CoRoTCoRoT-exoexo-4b 46 transits Période 9.2 jours Rayon: 1.18 Rjup CoRoTCoRoT-exoexo-5b 27 transits Période: 4.03 jours Rayon: 1.2 Rjup BDL_ 3 Mars_2010 33 Jupiters chauds massifs autour d’é toiles d’étoiles trè très actives CoRoT exo 2 81 transits successifs; Periode: 1.742996 j; Rayon: 1.465 RJ Masse: 3.31 MJ; Rotation de l’étoile 4.5 j CoRoT exo 6 15 transits successifs; Periode: 8.88 j; Rayon: 1.5 RJ Masse: 3.3 MJ; Rotation de l’étoile 6 j BDL_ 3 Mars_2010 34 17 Planè Planète la plus lourde ou Etoile la plus lé légère? CoRoTCoRoT-exoexo-3b 34 transits Periode 4.26 j Rayon: 1.01 Masse: 21.66 Rotation de l’étoile ~ 4 j BDL_ 3 Mars_2010 35 Un Jupiter « tempé tempéré » 145 jours, 2 transits G3 V, not active 8 Gyr R= 1.1 R jup, M= 0.84 ± 0.07 Mjup 380 < T< 430 ou 250 < T < 290 H + He + 20 M terre roches x 20 sept 2008 - 21 sept 2009 Coralie + HARPS BDL_ 3 Mars_2010 36 18 La plus petite planè planète ……à ce jour CoRoT-exo_7b ~ 170 transits Periode: 0.85 j Prot de l’étoile: 23 j Echelle 1/100 ! BDL_ 3 Mars_2010 37 La confirmation en spectroscopie Période: P = 0.8536 j (20.5 h) ➜ a = 0.017 AU = 2.8 R✷ Rayon: Rpl = 1.74 R⊕ ± .13 Temperature: entre 1100 et 2000 K (albedo ?) Masse: mesure très difficile: 4.5 M⊕ Amplitude de la modulation a 0.85 j: 5m/s + Activité Deuxième périodicité: 3.7 Jour, hot Neptune M= 9M⊕ Variations de Vr 3.7 ne peuvent pas être dues a l’activité BDL_ 3 Mars_2010 38 19 La premiè première planè planète rocheuse Silicates + eau: planete-lave-ocean ! BDL_ 3 Mars_2010 39 Les publications Plus de 100 articles referes BDL_ 3 Mars_2010 40 20 Les acteurs LAT, LAT, CESR CESR // OMP OMP OCA OCA LUTH, LUTH, GEPI GEPI // OPM OPM 50 ingénieurs pendant 4 ans 200 à 300 scientifiques… Austria Coût consolidé 150 M€ Spain Brazil Germany ESA, Sc prog. RSSD Belgium http://corot.oamp.fr http://smsc.cnes.fr BDL_ 3 Mars_2010 41 BDL_ 3 Mars_2010 42 21
