28 Mars 2018

L'ESA sélectionne le télescope Ariel pour observer les exoplanètes

La prochaine mission scientifique de l'ESA se concentrera sur la caractérisation des exoplanètes.

La nature des planètes en orbite autour d'étoiles dans d'autres systèmes sera la cible de la quatrième mission scientifique de classe moyenne de l'ESA (nom de code M4), qui sera lancée au milieu de l'année 2028.

M4 a pour nom ARIEL (pour « Atmospheric Remote sensing Infrared Exoplanet Large survey ») et a été sélectionnée par l'ESA lors de son Comité des Programmes Scientifiques le 21 mars 2018 dans le cadre de son plan Cosmic Vision. La mission aborde l'un des thèmes clés du programme Cosmic Vision : quelles sont les conditions de la formation des planètes et de l'émergence de la vie ?

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Images d’artiste de ce que sera peut-être le télescope ARIEL Normal 0 21 false false false FR X-NONE X-NONE © ESA

Depuis l’année 1995, date de la découverte de la première exoplanète, des milliers d'exoplanètes ont été découvertes avec un large éventail de masses, de tailles et d'orbites, sans motif apparent reliant ces caractéristiques à la nature de l'étoile parente. En particulier, on ignore la façon dont la chimie de la planète est reliée à l'environnement où elle s'est formée, et comment le type d'étoile hôte détermine ses propriétés physiques et chimiques, ainsi que son évolution.

ARIEL abordera des questions fondamentales sur la façon dont les systèmes planétaires se forment et évoluent en examinant les atmosphères de centaines de planètes en orbite autour de différents types d'étoiles, permettant d'évaluer la diversité des propriétés des planètes individuelles et des populations.

Les observations de ces nouveaux mondes donneront un aperçu des premiers stades de la formation planétaire et de leur atmosphère ainsi que de leur évolution ultérieure, contribuant ainsi à mettre en contexte notre propre système solaire. Avec ARIEL et son étude systématique de centaines de planètes, on passera de l’ère des découvertes à celle de la caractérisation des exoplanètes sur lesquelles on disposera de statistiques fiables.

La mission se concentrera sur les planètes chaudes à très chaudes, allant des super-Terres jusqu’aux géantes gazeuses en orbite proche de leurs étoiles hôte.

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Image d’artiste d’une planète chaude passant devant son étoile. L’analyse de la lumière transmise à travers son atmosphère fournira des informations précieuses sur sa composition chimique © ESA

ARIEL mesurera les empreintes chimiques des atmosphères lorsque la planète passe devant son étoile hôte, effectuant des mesures avec une précision allant jusqu’à 10 à 100 parties par million par rapport à l'étoile.

En plus de détecter des traces d'ingrédients bien connus tels que la vapeur d'eau, le dioxyde de carbone et le méthane, ARIEL sera également capable de mesurer des composés métalliques plus exotiques, mettant la planète en contexte avec l'environnement chimique de l'étoile hôte.

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Simulation du signal d’ARIEL (avec barres d’erreurs) comparé à un modèle pour une super-Terre chaude autour d’une étoile G de magnitude K=4. Les données sont comparées aux mesures disponibles sur la planète 55 Cnc e par HST et Spitzer (d’après le « assessment study report » d’ARIEL) © ESA

Pour un nombre choisi de planètes, Ariel effectuera également une étude approfondie de leurs systèmes de nuages ​​et étudiera les variations atmosphériques quotidiennes et saisonnières.

Le télescope d'Ariel fonctionnera aux longueurs d'onde visible et infrarouge. Lancé par Ariane 6, il opérera à partir du point de Lagrange L2. La durée de la mission est prévue pour quatre ans.

Après sa sélection par le Comité du programme scientifique de l'ESA, une série d'études détaillées de mission sera lancée pour préciser la conception du satellite. Cela conduira à l'adoption de la mission - actuellement prévue pour 2020 - à la suite de laquelle un entrepreneur industriel sera choisi pour la construire.

ARIEL a été choisie parmi trois candidats en compétition dont les 2 autres sont une mission de physique des plasmas spatiaux THOR (Turbulence Heating  ObserveR) et la mission d'astrophysique de haute énergie Xipe (X-ray Imaging Polarimetry Explorer). La France participe au consortium scientifique d’ARIEL en fournissant principalement le spectrographe infrarouge AIRS, un composant clé de la mission pour déterminer la composition chimique des atmosphères exoplanétaires. Le CNES soutient plusieurs laboratoires dans ce projet dont le laboratoire AIM du CEA, l’IAP, l’IAS, le LAB et le LESIA. D’autres laboratoires interviennent également à des degrés divers.

Pour aller plus loin

L'annonce de la sélection d'ARIEL sur le site de l'ESA : https://www.esa.int/Our_Activities/Space_Science/ESA_s_next_science_mission_to_focus_on_nature_of_exoplanets

Voir aussi la mission CoRoT sur les exoplanètes