Quelles exoplanètes pour cette méthode

Chasse à l’exoplanète, un sport de
collégien ?
Sujet pour lequel la candidature est soumise : Autre catégorie
Nom de l’équipe : les chasseurs d’exoplanètes
Chambaud Guilhem
Ducatteau Valentine
Voican Emma
Enseignant : M. Bonnafous
COLLEGE ANTOINE COURRIERE

I. Présentation du projet
Qui sommes-nous ?
Nous sommes des élèves de 3ème du collège Antoine Courrière. Nous avons commencé à travailler sur ce
projet en septembre, 45 min par semaine mais aussi durant quelques soirées.
Pourquoi ce projet ?
Un peu partout ces derniers temps, nous entendons parler de nouvelles planètes découvertes autour d’autres
étoiles. Depuis la 1ère exoplanète découverte en 1995 à l’Observatoire de Haute Provence, on en a détecté
plus de 3500. Certaines pourraient même ressembler à la Terre. Nous avons donc voulu comprendre
comment les astronomes détectent et étudient ces planètes, et voir si nous aussi, avec nos moyens, nous
pouvons détecter une exoplanète.
Objectif du projet
Nous avons deux objectifs :
- Montrer que ces méthodes de détection sont accessibles pour des collégiens, et faciles à expliquer.
- Montrer que des collégiens peuvent contribuer à la recherche d’exoplanètes.

II. Chasse à l’exoplanète par imagerie directe
Source :
- http://media4.obspm.fr/ (observatoire de Paris, projet « Astrophysique sur Mesure »)
1. Principe de la méthode
La méthode la plus simple pour détecter une exoplanète est de l’observer directement.
C’est-à-dire essayer de détecter sur une image la faible lumière d'une planète à côté de son étoile.
Cette méthode est cependant très compliquée à utiliser :
 L'éclat d’une planète est toujours extrêmement faible par rapport à celui de son étoile.
 Depuis la Terre, la lumière de l’exoplanète va être noyée dans celle de son étoile.
2. Quelles exoplanètes pour cette méthode ?
Cette méthode peut fonctionner pour trouver une planète chaude, grosse, et éloignée de son étoile.
Une vingtaine de détections ont eu lieu avec cette méthode. C’est peu, ce qui montre la difficulté technique
de cette méthode de détection. Elle est réservée aux spécialistes utilisant les meilleurs télescopes.
3. Une maquette pour comprendre
Sur les deux images ci-dessous, On peut apercevoir assez facilement la petite source de lumière à côté du
gros globe lumineux.
Cependant, comme on peut le voir sur la photo ci-dessous, lorsque l’on s’éloigne un peu, il devient très
difficile puis impossible de remarquer la petite source de lumière.

III. Chasse à l’exoplanète par la méthode des transits planétaires
Sources :
- http://media4.obspm.fr/ (observatoire de Paris, projet « Astrophysique sur Mesure »)
- https://fr.wikipedia.org
1. Principe de la méthode
Son principe est simple : si on a la chance d'observer un système étoile-planète exactement "par la tranche",
alors on peut assister à un transit de la planète devant son étoile, c’est-à-dire que la planète passe entre nous
et son étoile.
Lors de ce transit, une petite fraction de la lumière de l’étoile est cachée par la planète. Ainsi, le signal
lumineux en provenance de l'étoile chute légèrement durant ce passage.
2. Quelles exoplanètes pour cette méthode ?
Cette méthode fonctionne bien sur les planètes de grosses tailles. Avec cette méthode, on a plus de chance de
détecter des exoplanètes qui tournent en peu de temps autour de son étoile.
Le premier transit planétaire a été observé en 1999, et depuis lors, plus de 240 planètes ont été observées par
cette méthode. Le rythme de détection s'est très fortement accéléré ces dernières années, avec l'arrivée du
télescope spatial français COROT et du télescope KEPLER de la NASA, tous deux dédiés à ce type
d'observations.
3. Une maquette pour comprendre
En plaçant une petite boule devant une ampoule, on peut déjà constater une baisse de luminosité en faisant
une mesure avec un luxmètre.
Cependant, une maquette un peu plus complexe avec un moteur permet de mieux simuler le transit d’une
exoplanète et de voir ce que l’on peut en apprendre :
Un peu de technique :
La motorisation de la maquette a été réalisée en utilisant des lego programmables EV3 pour obtenir un

mouvement régulier.
Pour réaliser la maquette, nous avons rencontré un problème pour obtenir une vitesse de rotation
relativement faible. En effet, les moteurs des Lego que nous utilisons ne sont pas capables de tourner très
lentement. Un système d’engrenages permet de régler le problème :
4. 1ère expérience
A l’aide d’un luxmètre relié à un PC, on peut réaliser des mesures automatiques très régulièrement lors du
transit de la planète (ici une boule de polystyrène) devant son étoile (un cache de lampadaire rond).
On obtient alors le graphique ci-dessous.
Que nous apprend ce graphique ?
On observe bien une chute de la luminosité lors du passage de la planète devant son étoile.
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Luminosité (lumen)
Temps (s)
Courbe de luminosité lors d'un transit en fonction du temps