PLATO : un télescope spatial pour découvrir des systèmes planétaires semblables au notre

Communiqué de presse

Mercredi, 19 février 2014

Le Comité du Programme Scientifique de l’Agence spatiale européenne (ESA) vient de sélectionner la mission PLAnetary Transits and Oscillation of stars (PLATO), consacrée à l’étude de la formation et de l’évolution des systèmes planétaires (une étoile et une ou plusieurs planètes). PLATO, qui devrait être lancée en 2024, détectera et caractérisera des milliers d’exoplanètes de toutes tailles, dont plusieurs dizaines semblables à la Terre, ainsi que leurs étoiles hôtes. Le CNES apportera son soutien financier et technique aux équipes scientifiques du CNRS, de l’Observatoire de Paris et du CEA et des universités de Marseille et de Paris, pour la réalisation de l’instrument et le traitement des données scientifiques1.


Comme toutes les missions de son programme scientifique, l’ESA prendra en charge la réalisation du satellite, son lancement et les opérations en vol. Un consortium de laboratoires européens fournira quant à lui la charge utile scientifique du satellite, ainsi que le centre de traitement des données scientifiques. Le CNES est l’un des principaux partenaires de ce projet, aux côtés notamment du CNRS, de l’Observatoire de Paris, du CEA. Les laboratoires français impliqués sont le Laboratoire d’études spatiales et d’instrumentation en astrophysique (Observatoire de Paris / CNRS / Université Paris Diderot / UPMC), l’Institut d'astrophysique spatiale (CNRS / Université Paris-Sud), le Laboratoire d’astrophysique de Marseille (CNRS / AMU) et le Laboratoire Astrophysique Instrumentation et Modélisation (CEA-Irfu / Université Paris Diderot / CNRS).

  • Un exemple de transit observé dans le Système solaire : Vénus traverse le disque solaire et la planète est si proche de nous qu’on la distingue clairement. A droite, le transit d’une planète hors du système solaire observé par le satellite CoRoT. Ces exoplanètes sont si lointaines qu’on ne peut que mesurer la baisse de luminosité qui se produit lorsqu’elles passent devant leur étoile. Crédits : LAM/CNRS/AMU


Les 34 télescopes, fixés sur la plateforme du satellite PLATO, enregistreront la luminosité d’un million d’étoiles en continu sur des périodes pouvant aller jusqu’à trois ans. Ces mesures feront l’objet d’une analyse très poussée, à la fois pour détecter les mini-éclipses provoquées par d’éventuelles planètes passant entre leur étoile et PLATO et pour étudier le comportement des étoiles via leurs vibrations (suivant la technique connue sous le nom d’astrosismologie).


Ces méthodes ont prouvé leur efficacité grâce aux missions du CNES, CoRoT et de la NASA, Kepler. Elles seront ici étendues à un très grand nombre d’étoiles brillantes et donc proches de nous et sur de très longues durées. Ces deux points sont capitaux : la durée permet de détecter les exoplanètes à longue période (par exemple un an), suffisamment éloignées de leur étoile pour que si de l’eau existe à leur surface, elle puisse se trouver sous forme liquide, une condition que l’on pense requise pour l’apparition de la vie telle que nous la connaissons. Le choix d’étoiles brillantes répond au besoin d’avoir suffisamment de lumière pour permettre d’observer au sol avec les télescopes les plus puissants, les plus intéressantes d’entre elles.


Ainsi, les informations obtenues avec PLATO, combinées aux observations complémentaires au sol, voire dans l’espace avec d’autres instruments comme Gaia, permettront de caractériser de façon la plus complète et la plus précise possible les planètes détectées en transit. Identifier, sans aucune ambiguïté, des planètes comparables à la Terre, nécessite de pouvoir mesurer avec la plus grande précision le rayon, la masse et la densité moyenne de ces planètes mais aussi leur âge. Cette précision sera atteinte grâce à la détermination sismique, elle-même très précise, de ces mêmes paramètres pour les étoiles hébergeant les planètes détectées, car la connaissance de ces paramètres de l’étoile est indispensable au calcul de ces mêmes paramètres pour la planète.


Ces informations obtenues pour un ensemble de systèmes planétaires présentant une vaste gamme de propriétés permettront de mieux comprendre les mécanismes de formation et d’évolution des systèmes planétaires et les différents processus d’interaction "étoiles – planètes".

Note(s): 
  1. Plusieurs établissements de recherche et laboratoires français sont plus particulièrement impliqués dans la préparation de l'instrument :
  • le LAM (CNRS/Aix-Marseille Université) va mettre en place la base de données qui va rassembler les informations existantes sur les étoiles que PLATO va observer et dresser ainsi leur carte d'identité détaillée. Le laboratoire va également préparer les programmes informatiques qui permettront la détection des transits planétaires et de mesurer les paramètres de ces nouvelles planètes. C'est au LAM que travaille la responsale française du projet.
  • le LESIA (Observatoire de Paris/CNRS/Université Paris Diderot/UPMC) va assurer la synchronisation électrique des 32 télescopes, développer les logiciels qui vont produire à bord les courbes de lumière des étoiles, et enfin développer les chaines de traitement sol.
  • l'IAS (CNRS/Université Paris Sud) va fournir des produits officiels de la mission tels que les paramètres des modes stellaires; l'âge, le rayon et la masse des étoiles; et leur rotation.  Le laboratoire va aussi réaliser les tests qui vont permettre de s'assurer que les caméras pourront effectivement travailler correctement dans les conditions extrêmes de vide et de froid de l'espace.
  • le CEA via le laboratoire AIM (CEA/IRFU - Université Paris Diderot - CNRS) va développer les outils de préparation et de validation des cibles stellaires ainsi que les programmes de simulation nécessaires à la validation des logiciels de traitement des données stellaires. Il coordonnera les études de la rotation différentielle et des dynamos dans les étoiles ainsi que des interactions étoiles planètes.
Contact(s):
  • Magali Deleuil, LAM (CNRS/Aix-Marseille Université)
    magali [dot] deleuil [at] lam [dot] fr, 04 91 05 59 29

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