L’imageur d’exoplanètes SPHERE expédié au Chili

L’imageur d’exoplanètes SPHERE, conçu par un consortium européen piloté par l’IPAG, vient d’être expédié au Chili. Cet instrument de seconde génération équipera bientôt le Très Grand Télescope (VLT) de l’ESO.

SPHERE (Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch) est un instrument nouveau et puissant dédié à la recherche systématique ainsi qu’à l’étude d’exoplanètes. L’instrument a récemment achevé avec succès sa phase de tests en France, il a été officiellement accepté par l’ESO et vient d’être expédié au Chili. Il sera installé sur le Très Grand Télescope (VLT) de l’ESO durant les prochains mois et sera pleinement opérationnel d’ici la fin de l’année.

L’instrument SPHERE a été conçu par un consortium d’astronomes et d’ingénieurs issus de nombreux Etats membres de l’ESO, en coopération avec l’industrie [1]. Le consortium est piloté par l’Institut de Planétologie et d’Astrophysique de Grenoble (CNRS/Université Joseph Fourier).

L’instrument SPHERE assemblé dans le hall d’intégration de l’IPAG (6x4x3m – 8 tonnes) avant la mise en caisse en vue de son transport au Chili. ©IPAG/J.-L. Beuzit
Aperçu du banc optique de l’instrument SPHERE qui utilise plusieurs techniques largement optimisées afin de permettre la détection de la faible lumière émise par une exoplanète malgré l’écrasante lumière de son étoile.©IPAG/J.-L. Beuzit

L’instrument SPHERE a pour principal objectif de détecter et de caractériser, au moyen de l’imagerie directe, des exoplanètes géantes en orbite autour d’étoiles proches [2]. Il s’agit là d’un challenge de taille puisque de telles planètes se situent à proximité immédiate de leurs étoiles hôtes et sont caractérisées par une luminosité bien plus faible. Sur une image normale, pourtant acquise dans les meilleures conditions, la lumière en provenance de l’étoile masque totalement la faible lueur issue de la planète. Toute la conception de SPHERE a donc reposé sur la nécessité d’obtenir le contraste le plus élevé possible sur la faible portion de ciel qui entoure l’étoile centrale.

A cet effet, et dans le but de rendre visibles les exoplanètes, l’instrument SPHERE utilise différentes méthodes. La première consiste à utiliser l’optique adaptative afin de corriger les effets de l’atmosphère terrestre ; les images ainsi obtenues se révèlent bien plus précises et le contraste se trouve amélioré. La seconde méthode repose sur l’utilisation d’un coronographe : la lumière en provenance de l’étoile centrale une fois bloquée, le taux de contraste augmente encore. Enfin, la lumière issue de la planète doit être polarisée, ou son spectre traduire l’existence de molécules, contrairement à la lumière émise par l’étoile – et cette subtile différence peut également être exploitée afin de rendre visible l’invisible (Communiqués ESO : ann13069, eso0503).

Dès que SPHERE arrivera au Chili, il sera installé sur le troisième « télescope Unitaire » du VLT ; s’ensuivront divers tests puis sa mise en service. Selon le calendrier établi, l’instrument tant attendu devrait capter sa « première lumière » en mai 2014 et être mis à disposition de la communauté des astronomes fin 2014.

Contact scientifique local Jean-Luc Beuzit, IPAG-OSUG : jean-luc.beuzit |at| obs.ujf-grenoble.fr, 04 76 63 55 20

Cette actualité est également relayée par
– l’Observatoire européen austral - ESO
– l’Institut national des Sciences de l’Univers du CNRS - INSU
– l’Université Joseph Fourier - UJF
– la délégation Alpes du CNRS - CNRS Alpes
– the French Aerospace Lab - ONERA
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[1] Le consortium est constitué de plusieurs instituts européens : l’Institut de Planétologie et d’Astrophysique de Grenoble (CNRS/Université Joseph Fourier) et l’OSUG, l’Institut Max Planck dédié à l’Astronomie d’Heidelberg, Allemagne, le Laboratoire d’Astrophysique de Marseille (CNRS/Aix-Marseille Université) et l’OSU Pythéas, le Laboratoire d’Etudes Spatiales et d’Instrumentation en Astrophysique (Observatoire de Paris/CNRS/Université Paris Diderot/UPMC), le Laboratoire Lagrange (OCA/CNRS/Université Nice Sophia-Antipolis), l’ONERA, France, l’Observatoire de Genève, Suisse, L’Observatoire Astronomique de Padoue, Italie, l’Institut d’Astronomie du Collège de Technologie de Zurich, Suisse, l’Institut Astronomique de l’Université d’Amsterdam, Pays-Bas, ASTRON, Pays-Bas, et l’ESO.

[2] Les astronomes ont déjà confirmé l’existence de plus d’un millier de planètes en orbite autour d’étoiles autres que le Soleil. La plupart d’entre elles ont été découvertes au moyen de méthodes indirectes reposant sur la détection des effets des planètes sur leurs étoiles hôtes – les variations de luminosité générées par le passage de planètes devant leurs étoiles hôtes (méthode des transits), les perturbations gravitationnelles résultant de l’existence de planètes en orbite (méthode des vitesses radiales). A ce jour, seules quelques planètes ont été détectées grâce à une méthode directe.

Mis à jour le 22 avril 2014