Communiqué de presse

Le voisinage de notre système solaire est constitué majoritairement d’étoiles petites et froides, comparées à notre soleil, appelées les naines rouges. Leur faible luminosité rend difficile la détection des exoplanètes qui tournent autour de ces petites étoiles. Elles ont également tendance à avoir des planètes de masse plus modeste, donc plus difficiles à mettre en évidence. Ces planètes de faible masse, proches et orbitant autour de naines rouges, sont passionnantes, car ce sont les premières pour lesquelles il sera possible d’explorer la composition de leurs atmosphères.

Une voire plusieurs nouvelles planètes découvertes

À l’aide d’observations répétées sur plusieurs années, la lumière de l’étoile Gl410 a parlé : les mesures de vitesse ont permis la mise en évidence d’un mouvement périodique qui est dû à la présence d’une planète de dix fois la masse de la Terre qui orbite en six jours autour de son étoile.

À partir des séries de mesures, les scientifiques procèdent ensuite à des tests statistiques qui révèlent le degré de confiance qu’ils accordent à ces découvertes. La détection de l’exoplanète GI 410 b est considérée comme certaine. Deux autres planètes pourraient être présentes avec 3 et 18.7 jours de période orbitale, ce qui ferait du système de GI 410 un ensemble compact et résonant de planètes de petite masse. Des mesures supplémentaires sont nécessaires pour confirmer ces deux planètes supplémentaires.

Que sait-on de cette planète ?

La période orbitale de la planète Gl410 b étant de six jours, elle reçoit 20 fois plus de chaleur de son étoile que la Terre du Soleil et sa température d’équilibre pourrait être d’environ 300°C. La planète pourrait ressembler à Neptune, en beaucoup plus chaud !

Les scientifiques savent également que cette planète doit être soumise à de fortes et fréquentes éruptions de son étoile : les naines rouges sont en effet connues pour posséder un champ magnétique très actif. GI 410, deux fois moins massive que le Soleil, est une étoile relativement jeune (500 millions d’années) et les mesures SPIRou confirment un champ magnétique 100 fois plus intense que celui de notre soleil. Les conséquences pour les planètes peuvent être une érosion de leur atmosphère.

Cette nouvelle découverte illustre, une fois encore, l’immense diversité des mondes et l’infinie richesse de leur étude.

La découverte de planètes autour d’étoiles si actives et éruptives que GI 410 est cruciale pour comprendre l’évolution des planètes. Ces planètes étaient très difficiles à détecter tant que les mesures de vitesse des étoiles se faisaient uniquement dans l’optique, l’activité stellaire troublant la mesure. SPIRou travaillant dans l’infrarouge, il permet une nouvelle fenêtre d’observation plus stable, et c’est le cumul de ses mesures avec celles de SOPHIE qui permet cette détection difficile. La découverte d’exoplanètes est un intense travail d’équipe, déployé de la conception d’un instrument à son opération et à l’analyse avancée de ses données. Ces découvertes ont également été rendues possibles grâce à l’incomparable qualité du ciel au sommet du volcan Maunakea, où le télescope Canada-France-Hawaï est installé, équipé de l’instrument SPIRou et à l’Observatoire de Haute-Provence d’où observe le spectrographe SOPHIE.

À propos de l’utilisation combinée de SPIRou et SOPHIE

SPIRou, un spectrographe qui opère dans le domaine spectral infrarouge depuis le télescope Canada-France-Hawaï, est plus sensible à la lumière de ces étoiles que les instruments optiques ordinaires. Il est à la fois un spectrographe échelle à haute résolution spectrale, un vélocimètre à haute précision et un spectropolarimètre qui opère dans les longueurs d’onde infrarouge. Ces caractéristiques font de lui l’instrument idéal pour observer les naines rouges et étudier en même temps leurs cortèges de planètes et les propriétés de leur champ magnétique.

Ces caractéristiques font de lui l’instrument idéal pour observer les naines rouges et étudier en même temps leurs cortèges de planètes et les propriétés de leur champ magnétique. SOPHIE est le spectrographe à haute-résolution installé au télescope de 193cm à l’Observatoire de Haute­ Provence. Il opère dans le visible avec une précision au m/s depuis plus de 10 ans. En observant la même étoile avec le spectrographe SOPHIE installé sur le télescope de 193cm de l’Observatoire de Haute Provence, les scientifiques peuvent distinguer la signature d’une planète (qui sera la même vue avec les deux spectrographes) d’un effet seulement dû à l’étoile (qui donnera un signal variable d’un instrument à l’autre).

Le Consortium Euclid a publié des articles scientifiques et rendu publiques des données exclusives couvrant 63 degrés carrés, démontrant la puissance du télescope spatial(voir ci-contre la localisation des champs profonds Euclid (North, South, Fornax). Avec moins d’un pourcent du relevé nominal, de nombreux résultats passionnants sont d’ores et déjà disponibles, notamment l’identification de filaments de galaxies et la découverte d’amas de galaxies inconnus. Euclid a également permis d’étudier les noyaux actifs de galaxies (AGN) et de cataloguer des milliers de nouveaux candidats grâce à l’intelligence artificielle. Une campagne de science participative sur Zooniverse et basée sur l’IA a identifié plus de 500 lentilles gravitationnelles fortes, aidant à comprendre la matière noire et la dynamique des galaxies. Euclid a aussi découvert des milliers de galaxies naines et d’objets mystérieux de l’Univers primitif. Les résultats et les articles de descriptions des données et procédures d’analyse sont disponibles dans des articles sur le site de l’ESA ou du consortium.

Ils donnent un avant-goût de la qualité des données cosmologiques attendues pour la prochaine livraison couvrant 1900 degrés carrés dans environ un an. L’équipe Euclid du LAM était sur le pont pour la présentation du pipeline d’analyse spectroscopique¹, la recherche de lentilles fortes², ou encore le pipeline de détermination de redshifts photométriques³.

Résultats de la mesure automatique des redshifts sur l’échantillon de galaxies sélectionnées pour la mesure des paramètres cosmologiques. Via une comparaison aux redshifts publiés dans DESI, le taux de succès est supérieur aux 80% requis pour cette mesure.

 

 

 

 

 

 

Comparaison entre les distances des galaxies mesurées avec la photométrie (redshifts photométriques) et les distances de référence (redshifts spectroscopiques). Cette figure illustre la précision des redshifts photométriques attendue pour les milliards de galaxies qui seront observées avec VIS, NISP et les données photométriques complémentaires au sol (UNIONS).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ci-dessous, aperçu de quelques-unes des ~500 nouvelles lentilles gravitationnelles découvertes dans Q1 :

 

Depuis la découverte de la première planète en orbite autour d’une étoile autre que le Soleil, en 1995 à l’Observatoire de Haute-Provence, plus de 5000 exoplanètes ont été détectées. Parmi celles-ci, les Jupiters tièdes en transit constituent des cibles clés pour étudier la formation et l’évolution planétaires. Ces géantes gazeuses, similaires à Jupiter en taille et en masse, tournent autour de leur étoile avec des périodes allant d’une dizaine de jours à près d’un an. Elles se distinguent d’une part des Jupiters chauds, qui tournent en moins de dix jours autour de leur étoile, et d’autre part des Jupiters froids, qui tournent en plusieurs années autours de leur étoile, telle Jupiter autour du Soleil. Malgré leur importance, les Jupiters tièdes en transit ne représentent que 2 % de toutes les exoplanètes connues aujourd’hui.

Une équipe scientifique internationale vient d’annoncer la détection et la caractérisation de nouveaux Jupiters tièdes en transit, certains dans des systèmes hébergeant plusieurs planètes. Ces découvertes ont été obtenues avec l’instrument SOPHIE à l’Observatoire de Haute-Provence et avec les satellites observatoires TESS et CHEOPS.

À l’Observatoire de Haute-Provence, le spectroscope de haute précision SOPHIE utilise la méthode des vitesses radiales, détectant les minuscules variations du mouvement d’une étoile causées par l’attraction gravitationnelle des planètes qu’elle héberge. TESS et CHEOPS utilisent eux la méthode des transits, qui consiste à observer les planètes lorsqu’elles passent juste devant leur étoile hôte, provoquant ainsi une baisse temporaire de leur luminosité. La combinaison de ces deux méthodes permet de bien caractériser les systèmes planétaires.

Parmi ces nouvelles planètes découvertes, TOI-5110b est l’une des plus excentriques connues à ce jour. La grande excentricité de son orbite implique de fortes variations de la distance entre la planète et son étoile. Elle pourrait s’expliquer par l’interaction de la planète avec un autre corps présent dans ce système. TOI5110b pourrait ainsi être le précurseur d’un Jupiter chaud : une planète géante qui s’est formée à grande distance de son étoile, puis a migré vers elle et continue de s’en rapprocher.

Une autre de ces nouvelles exoplanètes particulièrement intéressantes est TOI-2537b, dont l’équipe scientifique a montré que la période orbitale variait. Ce phénomène, observé pour très peu de systèmes, indique que la planète est perturbée par un autre corps. L’instrument SOPHIE a par ailleurs montré que ce système hébergeait en effet une planète supplémentaire, TOI-2537c ; ses caractéristiques pourraient expliquer les variations observées. Des observations supplémentaires permettront de mieux comprendre la dynamique et l’évolution globale de ce système planétaire complexe.

Alors que l’année 2025 marque les trente ans de la découverte de la première exoplanète par les astronomes Michel Mayor et Didier Queloz, ces nouveaux résultats montrent que l’exoplanétologie demeure une discipline très dynamique de l’astrophysique, dans laquelle l’Observatoire de Haute-Provence, site de d’observation pluridisciplinaire du CNRS, joue un rôle important. Plusieurs événements seront organisés à Saint-Michel l’Observatoire en octobre prochain pour célébrer cet anniversaire.