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Une planète rocheuse et tempérée autour de l'étoile la plus proche du Soleil ? Martin Turbet Journée Regards de Physicien(ne)s 2017 Vue d’artiste de 51 Pegasi b, première exoplanète découverte en 1995 Méthode de la vitesse radiale Méthode du transit photométrique Bestiaire des exoplanètes Credit: D. Fabrycky Vue d’artiste de HD 209458b, une Jupiter chaude en évaporation, credit : NASA Vue d’artiste de Gliese 436b, une Neptune chaude Vue d’artiste de Corot 7b, une super-Terre en fusion À la recherche de la Terre 2.0 Vénus Mars Terre Climat, Eau liquide en surface et Vie 100% vapeur Eau liquide (en surface) Instabilité : Emballement de l’effet de serre Flux solaire ↑ Effet de serre ↑ Température ↑ Evaporation ↑ 100% glace Climat, Eau liquide en surface et Vie 100% vapeur Eau liquide (en surface) 100% glace Instabilité : Glaciation galopante Flux solaire ↓ Albédo Température ↑ ↓ Glace / Neige ↑ M Etoiles de notre voisinage 315 étoiles (située à moins de 10 parsecs / 32 annéeslumière de la Terre) K Soleil G A F Température Masse Rayon Luminosité 1. Méthode des transits 2. Méthode des vitesses radiales Sun M-dwarf Astrophysical Journal, Dressing & Charbonneau 2013 << The occurrence rate of Earth-size (0.5-1.4 Earth radius) planets is constant across the temperature range of our sample at 0.51 (+0.06/0.05) Earth-size planets per star.>> Dressing & Charbonneau 2013, ApJ En résumé La majorité des étoiles sont petites et froides. Les techniques de détection favorisent la découverte de planètes rocheuses (et tempérées) autour des petites étoiles. Les planètes rocheuses sont nombreuses autour des petites étoiles. Etoiles dans le voisinage de la Terre 5 10 15 20 25 30 années-lumière Etoiles dans le voisinage de la Terre Gliese 581 c/d/g 5 10 15 20 25 30 light years Astrophysical Journal, Wordsworth, Forget et al. 2011 Etoiles dans le voisinage de la Terre Gliese 581 c/d/g 5 10 15 20 25 30 light years Gliese 581d vue par un journaliste Etoiles dans le voisinage de la Terre Gliese 667Cc Proxima b Gliese 581 c/d/g 5 10 15 20 25 30 light years Kapteyn b Wolf 1061c Etoiles dans le voisinage de la Terre Gliese 581 c/d/g 5 10 15 20 25 30 light years Etoiles dans le voisinage de la Terre Gliese 667Cc Gliese 581 c/d/g 5 10 15 20 25 30 light years Etoiles dans le voisinage de la Terre Gliese 667Cc Gliese 581 c/d/g 5 10 15 20 25 30 light years Kapteyn b Etoiles dans le voisinage de la Terre Gliese 667Cc Gliese 581 c/d/g 5 10 15 20 25 30 light years Kapteyn b Wolf 1061c Etoiles dans le voisinage de la Terre Gliese 667Cc Gliese 581 c/d/g 5 10 15 20 25 30 light years Kapteyn b Wolf 1061c Etoiles dans le voisinage de la Terre Gliese 667Cc Proxima b Gliese 581 c/d/g 5 10 15 20 25 30 light years Kapteyn b Wolf 1061c Proxima b Notre plus proche voisine, Et pour longtemps ! Le projet «Pale Red Dot » et la découverte de Proxima b Guillem Anglada-Escudé Télescope de 3.6m à l’ESO, La Silla, Chile Le système triple d‘Alpha du Centaure Proxima Centauri Alpha Centauri A Alpha Centauri B Pas à l’échelle Dans le ciel DSS SURVEY Dans le ciel Proxima Centauri DSS SURVEY Dans le ciel Proxima Centauri DSS SURVEY Dans le ciel Proxima Centauri DSS SURVEY Dans le ciel DSS SURVEY Dans le ciel DSS SURVEY Dans le ciel DSS SURVEY Dans le ciel 2MASS SURVEY 24 Août 2016 – Une planète rocheuse dans une orbite tempérée autour de l’étoile la plus proche du Soleil Vingt ans après la découverte de 51 Pegasi b … La méthode des vitesses radiales Plus d’informations sur http://sesp.esep.pro/fr/ Périodogramme – Un signal de période 11.2 jours Anglada-Escudé et al. 2016 1 AU Soleil 5800 K Proxima 3000 K Proxima b 0.05 AU 11,2 j 65% STerre L=0,0016 Lsol R=0,14 Rsol M=0,12 Msol Terre 365 j Le problème de l‘incertitude sur la masse étoile CAS 1 CAS 2 planète M=1,3 MTerre M=1,5 MTerre M=2,6 MTerre Proxima b – Un passé difficile … « Alien life in Proxima b is not the life you dream to live … » S.N. Raymond Soleil Proxima 1. Evolution de la luminosité de Proxima Centauri Ribas et al. 2016 ~100-200 millions d’années en « Runaway Greenhouse » 2. Spectre de Proxima Centauri Meadows et al. 2016 2. Spectre de Proxima Centauri XUV Domain Meadows et al. 2016 2. Spectre X/UV de Proxima Centauri Ribas et al. 2016 Formation de Proxima b Formation avant ou après la ligne des glaces ? Coleman et al. 2016, MNRAS 3. Evolution orbitale de Proxima b Credit: J. Laskar 3. Evolution orbitale de Proxima b Credit: J. Laskar 3. Evolution orbitale de Proxima b Credit: J. Laskar 3. Evolution orbitale de Proxima b Credit: J. Laskar 3. Evolution orbitale de Proxima b Credit: J. Laskar 3. Evolution orbitale de Proxima b Synchrone Terre-Lune Résonance 3:2 Soleil-Mercure Tidally locked planets Possible climates of Proxima b Modèle Générique de climat du LMD Un modèle global de climat à 3 Dimensions Designé pour simuler n’importe quelle atmosphère sur n’importe quelle planète autour de n’importe quelle étoile. Modèle Générique de climat du LMD Crédit : A. Spiga, T. Dubos, Y. Meurdesoif Proxima b en rotation synchrone Proxima b en résonance 3:2 76 Quantité de gaz à effet de serre Turbet et al. 2016 Prédictions pour les observations futures de Proxima b Principe des courbes de phase thermiques Credit: NASA/ESA Courbe d’émission thermique de 11 μm Proxima b Turbet et al. 2016 Courbe d’émission thermique de 11 μm Proxima b Turbet et al. 2016 Courbe d’émission thermique de 11 μm Proxima b Turbet et al. 2016 Courbe d’émission thermique de 11 μm Proxima b Turbet et al. 2016 Courbe d’émission thermique de 11 μm Proxima b Turbet et al. 2016 Courbe d’émission thermique de 11 μm Proxima b Turbet et al. 2016 Courbe d’émission thermique de 11 μm Proxima b Turbet et al. 2016 Courbe d’émission thermique de 11 μm Proxima b Turbet et al. 2016 88 Imagerie directe de Proxima b Marois et al., 2008 «voir» une exoplanète : 3 challenges - la luminosité de la planète étoile - le contraste planète/étoile - la résolution angulaire planète 90 La séparation angulaire détermine le diamètre D de télescope requis : θ > λ/D [rad] La séparation angulaire θ entre une planète et son étoile vaut a/d [rad] D [m] > 0.2 * λ [μm] * d [pc] a [AU] 0.05 AU à 1,3 parsec = 0.038 ” 92 0.05 AU à 1,3 parsec = 0.038 ” 93 MERCI ! Questions ? [email protected]
