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Le télescope spatial Cheops s’est envolé pour explorer les exoplanètes

Après un report de 24 heures, Cheops, le télescope européen chargé d’étudier les exoplanètes afin d’aider à la recherche d’une vie extraterrestre, a décollé mercredi à 9h54 du centre spatial de Kourou, en Guyane.

 

Vue schématique d’un satellite dans l’espace / space0556

Un nouveau cap est franchi dans la recherche spatiale sur les planètes extrasolaires. Après les satellites Corot (2006), Kepler (2009) et Tess (2018), tous chargés de découvrir de nouveaux mondes, c’est au tour de Cheops de partir dans l’espace analyser les exoplanètes. Lancé mercredi à 9h54 depuis Kourou, en Guyane, par l’Agence spatiale européenne (ESA) et la Suisse, le télescope spatial européen Cheops, construit par Airbus, a rejoint son poste d’observation des exoplanètes à plus de 700 km de la Terre. Il n’est pas destiné à repérer de nouvelles planètes extrasolaires, mais à analyser celles déjà identifiées, notamment en mesurant la taille d’un bon nombre d’entre-elles, afin d’en savoir plus sur leur composition et d’aider les scientifiques à la recherche d’une vie extraterrestre.

« La mission Cheops (CHaracterising ExOPlanet Satellite) représente une étape pour mieux comprendre l’astrophysique de toutes ces planètes étranges que nous avons découvertes et qui n’ont pas d’équivalence dans le système solaire », a expliqué Didier Queloz, à l’AFP.

Son objectif est de déterminer précisément la densité des planètes extrasolaires analysées afin d’en connaître le type, c’est-à-dire de savoir s’il s’agit d’un astre rocheux, gazeux ou bien qui héberge des océans. C’est une étape cruciale dans la recherche d’une vie extraterrestre car aujourd’hui bon nombre d’incertitudes plannent et beaucoup d’exoplanètes pourraient finalement être des « mini-Neptune », enveloppées d’une couche gazeuse.

Une exoplanète est, par définition, une planète qui orbite en dehors du système solaire, c’est-à-dire qu’elle tourne autour d’une autre étoile que le soleil. 4143 planètes de ce genre ont été distinguées depuis que Didier Queloz et son collègue Michel Mayor ont pointé la toute première, 51 Pegasi b, il y a 24 ans. Une découverte qui a d’ailleurs permis aux deux astrophysiciens de recevoir le prix Nobel de physique, cette année. Toutefois, nous ne connaissons pas grand-chose sur ces planètes et les scientifiques usent toujours du conditionnel pour évoquer leurs caractéristiques.

Une précision inédite

Pour mener à bien sa mission, Cheops étudiera pendant trois ans et demi les étoiles brillantes et proches de notre système solaire dont on sait pour sûr qu’elles abritent des exoplanètes. Ne pouvant pas s’attaquer aux milliards d’étoiles qui composent notre univers, le satellite se focalisera sur celles qui ont une taille comprise entre celle de la Terre (6 371 km de rayon) et celle de Neptune (24 622 km de rayon).

Ainsi, Cheops, placé en orbite à plus de 700 km au dessus de nous, regardera avec attention le passage des planètes devant leur étoile afin d’observer la baisse de luminosité que ce passage induit. Il pourra ensuite déduire la taille du rayon de l’exoplanète grâce à la baisse de luminosité enregistrée, c’est ce que les chercheurs nomment la technique de « photométrie des transits » (un transit étant le passage d’un objet céleste entre l’observateur et un autre objet, en astrophysique).

L’objectif des chercheurs est évidemment celui d’obtenir une précision sans égal dans les mesures réalisées par le satellite européen. Pour ce faire, Cheops réitérera ses observations de transit tout au long de sa mission et se concentrera sur les exoplanètes ayant une période orbitale courte, de 50 jours maximum, afin d’avoir accès au plus grand nombre de transits possibles. Son dispositif lui permettra également de réaliser des mesures très fréquentes, jusqu’à une par minute, et de dresser ensuite des courbes de lumière extrêmement minutieuses.

Cheops, petit mais puissant

Vue éclatée du satellite Cheops / Communiqué de presse de l’ESA

Le satellite construit par Airbus dispose d’un photomètre très précis, lui-même constitué d’un télescope de 32 cm d’ouverture et d’un capteur CCD (Charged Coupled Device, « dispositif à transfert de charges » en français) couvrant des longueurs d’ondes allant du visible au proche de l’infrarouge. Des outils qui lui permettront d’atteindre une précision de 2% sur la taille des exoplanètes comparables à la Terre et de 5% sur celles comparables à Neptune, et donc, de savoir lesquelles sont dotées d’une atmosphère.

De manière concrète, les données enregistrées par Cheops permettront aux scientifiques de suivre l’activité de ces étoiles et d’établir une liste concise de celles qui ont des caractéristiques semblables à celles de la Terre. Sa précision dans la mesure de la lumière stellaire pourrait permettre de faire des découvertes inédites, celles de petites planètes en orbite à proximité de leur étoile.

L.B

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Les ondes gravitationnelles, la clé du mystère de l’univers ?

Grand jour pour la communauté scientifique et les passionnés de l’espace. Les ondes gravitationnelles existent bel et bien ont annoncé plusieurs chercheurs internationaux lors d’une conférence de presse organisée ce jeudi 11 février à Washington. C’est la première fois qu’elles sont détectées, 100 ans après qu’Einstein a prédit leur existence. 

Depuis plusieurs jours, des rumeurs circulaient provoquant l’excitation de tous les scientifiques. C’est maintenant officiel. Pour la première fois, des ondes gravitationnelles, des vibrations de l’espace-temps, ont été observées. Deux trous noirs qui tournaient l’un autour de l’autre en se rapprochant ont entraîné leur création. Il s’agit d’une découverte scientifique majeure pouvant révolutionner l’étude de l’espace. C‘est quoi, exactement, une onde gravitationnelle ? Pour sont-elles si importantes ?

Une heure ne dure pas toujours une heure : à l’origine de la relativité

L’histoire des ondes gravitationnelles commence il y a cent ans avec Albert Einstein. Cela nous est arrivé à tous : une heure parait interminable. Nous regardons notre montre avec l’impression que l’éternité s’est écoulée. En réalité l’aiguille n’a avancé que de cinq minutes. Eh bien, Albert Einstein devait s’ennuyer lui aussi et avait fait le même constat. Sa conclusion : le temps n’est pas fixe. En 1916, il écrit : « Il n’y a pas de temps universel et l’espace est une structure dynamique.» Les bases de la relativité générale sont posées.

A présent, il faut se rappeler qu’autour de nous, quatre forces fondamentales cohabitent : la force électromagnétique, l’interaction forte qui maintient les particules dans le noyau des atomes, l’interaction faible et la force gravitationnelle. C’est cette dernière qui nous permet de garder les pieds sur terre. Selon Einstein, elle est aussi responsable de distorsions du temps et de l’espace. Autrement dit, la force gravitationnelle entraîne une modification des espaces et change les distances entre deux points.


Les ondes gravitationnelles : des vibrations de l’espace-temps

Prenons l’exemple du caillou que l’on jette dans l’eau. Les ondes gravitationnelles sont les vagues qui se forment à la surface après le choc. A l’échelle de l’univers, on ne parle plus d’un petit choc comme celui d’un caillou dans l’eau mais plutôt de l’explosion d’une étoile, de sa transformation en trou noir ou encore de deux trous noirs en collision. L’univers est un grand lac et les vagues, ou les ondes, qui se créent au moment d’un choc déforment l’espace en se propageant au point de modifier les distances entre deux points.

Par exemple, deux étoiles se rencontrent :

Donc oui, on parle de forces titanesques, mais ce n’est pas pour autant que les vagues de l’espace sont faciles à repérer. Elles sont infimes, autour de 10 puissance -21 mètres. Personne n’avait donc encore réussi à les détecter.

La révolution de l’interféromètre : le seul à pouvoir sentir les ondes gravitationnelles

Voilà quarante ans que les astrophysiciens s’acharnent à prouver l’existence de ces ondes gravitationnelles. Pour cela, ils ont construit deux drôles d’engins, des interféromètres appelés le LIGO ( (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory) aux Etats-Unis, et VIRGO en Europe. Ce sont leurs analyses conjointes qui ont été publiées le 11 février.

Pour comprendre comment ça fonctionne, il faut se rappeler que la vitesse de la lumière est constante. L’interféromètre est constitué de deux tunnels de 3 ou 4 kilomètres de long. A l’intérieur, circulent des lasers synchronisés entre eux. S’ils restent en phase, rien à signaler. Les lasers vont en même temps à la vitesse de la lumière. Mais si une onde gravitationnelle passe par là et déforme l’espace sur son passage, les lasers vont se désynchroniser.

Une nouvelle façon d’observer l’univers 

Einstein a officiellement raison, et c’est une véritable révolution de l’astronomie. Interrogé avant la conférence de presse par le Celsalab, Luc Blanchet, astrophysicien de l’institut d’astrophysique de Paris explique : « Nous aurons ainsi une nouvelle façon d’observer l’univers ! Nous pourrons utiliser des outils qui utilisent les ondes gravitationnelles et plus uniquement la force électromagnétique». C’est alors, un nouveau champ d’étude qui s’ouvriront à eux : « Nous pourrons avancer dans l’étude de la cosmologie en étudiant de tous nouveaux objets. Cela nous permettra d’avancer sur la manière dont l’univers évolue, en étudiant par exemple les étoiles à neutrons ou les trous noirs» reprend le scientifique. 

Comprendre ce que sont les trous noirs, cette force qui serait responsable de l’expansion même de notre univers permettra peut être, à terme, de remonter jusqu’à sa naissance même.

Cyrielle Cabot