Comment les scientifiques perchés sur le Pic du Midi pistent les exoplanètes

ASTRONOMIE L’observatoire du Pic du Midi vient de se doter d’un nouvel instrument astronomique, Néo-Narval, installé sur son télescope. Il permet de détecter avec plus de précision la présence d’exoplanètes autour d’étoiles magnétiquement actives

Béatrice Colin

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Le Pic du Midi, la tête dans les étoiles — 20 Minutes
  • A 2.877 mètres d’altitude, depuis plus de cent ans, les scientifiques du Pic du Midi, dépendants de l’université Paul-Sabatier de Toulouse, observent les étoiles.
  • Depuis peu, leur télescope est équipé d’un nouvel instrument baptisé Néo-Narval.
  • Grâce à ses capacités, les scientifiques vont pouvoir détecter de nouvelles exoplanètes autour des étoiles magnétiquement actives, et nous en apprendre plus sur le fonctionnement d’un système planétaire.

Elles sont loin, très loin de notre système solaire et, comme la Terre, elles gravitent autour de leur étoile. Elles, ce sont les exoplanètes, difficilement identifiables et que les astronomes sont désormais nombreux à pister. Si on les évoquait déjà au XVIe siècle, les premières n’ont été détectées qu’au milieu des années 1990. Aujourd’hui, on en compte près de 4.300, découvertes par des télescopes spatiaux, comme Kepler, mais aussi par ceux installés sur le plancher des vaches.

S’il n’a pas l’envergure du Very Large Télescope installé dans le désert d’Atacama au Chili, ni l’optique de celui planté au sommet du Mauna Kea, un volcan endormi d’Hawaï, le télescope du Pic du Midi a bien des atouts pour rester dans la cour des grands de l’astronomie. Pour se distinguer, les scientifiques et techniciens de l’Observatoire pyrénéen, le plus ancien de haute montagne géré par l’université Paul-Sabatier de Toulouse, ont décidé de focaliser leurs recherches sur le champ magnétique des étoiles.

« Nous ne voulions pas perdre » nos dix ans d’avance

Grâce à un instrument baptisé Narval, depuis plus de treize ans, on en sait plus à la fois sur le code génétique des étoiles, leur densité, leur gravité et leur composition chimique. Ainsi que sur la polarisation de leur lumière, ce qui permet de déterminer les mouvements de l’étoile et la présence de planètes qui gravitent autour. « Il nous a donnés dix ans d’avance, nous ne voulions pas les perdre », explique Rémi Cabanac, le directeur scientifique du Pic du Midi.

Pour y parvenir, depuis un an, le successeur de Narval est installé à 2.878 mètres d’altitude. Néo Narval a commencé à fonctionner depuis janvier. « Il doit nous permettre d’étudier le champ magnétique des étoiles, leur rotation, comprendre l’évolution de notre galaxie ou comment un système planétaire vit et meurt », indique Torsten Boehm, directeur de recherche à l’Institut de recherche en astrophysique et planétologie (CNRS-UPS).

Traquer aussi les faux amis dans le ciel et sur Terre

Mais il doit surtout permettre de déterminer si ce que l’on prend pour des exoplanètes en sont bien. « Les exoplanètes sont difficiles d’accès, on les voit par des méthodes indirectes. Mais on peut aussi confondre une exoplanète avec une tache à la surface de l’étoile », insiste le responsable scientifique du nouvel instrument. Avec ses collègues, ils s’en sont rendu compte en observant il y a quelques années l’étoile Pollux, dont les sursauts n’étaient pas l’indicateur de présence d’exoplanètes mais de taches à la surface de l’étoile, à l’instar de celles du Soleil et qui brouillaient le signal.

Pour éviter toute nouvelle fausse joie, Néo-Narval s’appuie sur son spectropolarimètre ultrasensible désormais combiné à la vélocimétrie. Cette technique permet de mesurer les mouvements imperceptibles de l’étoile quand elle se rapproche puis s’éloigne de nous. « C’est comme quand on voit une ambulance dont la sirène fait un son plus aigu en s’approchant et plus grave en s’éloignant. Cet effet Doppler est le même avec la lumière d’une étoile, elle est plus bleue quand elle s’approche et plus rouge quand elle s’éloigne. Avec ces différentes ondes on peut avoir des informations sur la planète », poursuit Torsten Boehm.

Grâce à la précision de cet instrument, les chercheurs peuvent distinguer les signaux qui viendraient d’une tache à la surface de l’étoile des mouvements mêmes de l’étoile. Avant cela, les techniciens doivent résoudre et éliminer d’autres effets perturbateurs. Comme les vibrations d’un compresseur qui gonfle les coussins d’air chargés de stabiliser l’instrument. Ce faux ami a été mis en sommeil il y a quelques jours pour ne plus perturber les résultats de Néo-Narval… Et la sérénité des chercheurs impliqués dans ce projet à 1,4 million d’euros.