Télescope spatial Cheops

Télescope spatial Cheops et exoplanètes

Cheops (CHaracterising ExOPlanets Satellite), est un petit satellite Suisse qui sera lancé par l’Agence spatiale européenne (ESA), en 2017. Le petit télescope spatial mesure 33 cm de diamètre et 1.2 mètres de longueur de focale fonctionnant en lumière visible et équipé d’un Détecteur CCD, sur la bande de longueurs d'onde de 0,4 à 1,1 micron. L'orbite de ce satellite se situera à 800 km d'altitude. Sa mission est l’étude des caractéristiques des exoplanètes de 1 à 6 rayons terrestres avec une précision jamais atteinte. Il utilise la méthode de photométrie de précision qui consiste à observer les variations cycliques d'éclat des étoiles sélectionnées. Le passage d'une exoplanète entre la Terre et une étoile induit une modification dans la lumière qui nous parvient de cette étoile. La diminution de luminosité de l'étoile et la taille de la planète est calculée par le degré d’affaiblissement du flux lumineux émis. Son instrument est conçu spécialement pour étudier les caractéristiques des exoplanètes déjà détectées par la méthode spectroscopique utilisée par les grands télescopes de l’observatoire de La Silla (3.6 m) ou le télescope de l’observatoire d’Hawaï (10.4 m). Lorsqu'une étoile est accompagnée d'une planète, l'une et l'autre tournent autour du centre de masse du système gravitationnel qu'elles composent. Compte tenu de la masse nettement plus grande de l'étoile, ce centre est bien plus proche de cette dernière que de la planète. Même si le barycentre se trouve à l'intérieur de l'étoile, il ne correspond pas exactement au centre de celle-ci. L'étoile montre donc une certaine variation provoquée par la présence de la planète. Cheops ne permet pas de voir la planète, mais discerne ces variations dans le spectre de la lumière émise par l'étoile. Par effet Doppler, celle-ci apparait plus rouge si elle s'éloigne de l'observateur, plus bleue si elle s'en approche.

En mesurant ces variations Cheops détermine les caractéristiques des planètes (masse, taille, densité), qui l'accompagnent. Dans notre système solaire nous observons une légère oscillation du Soleil sur un cycle de 12 ans, ce qui correspond au cycle de gravitation de Jupiter. Corot (ESA, 2006-2011), Kepler (NASA, 2009-2015) et Cheops (ESA, 2017-2021) fonctionnent selon le même principe, mais Cheops cible ses observations sur des exoplanètes proches (10-100 al), sélectionnées et non au hasard parmi des milliers d'étoiles loin (1000-10000 al) dans la galaxie, comme dans le cas de Corot et Kepler. Corot a détecté plus de 600 candidates dont 25 transits ont été confirmées par des observations terrestres. Kepler a détecté plus de 2000 candidates dont 77 transits ont été confirmées. Le télescope Cheops analysera les planètes déjà découvertes, c'est à dire celles qui transitent devant leur étoile, mais les images seront en basse qualité et même floues.
La prochaine étape possible se situera dans les années 2020-2030 où les exoplanètes seront analysées et directement photographiées, à la recherche de la vie extraterrestre.
Le télescope Cheops pourra sonder l'atmosphère des "Jupiters chaudes" connues, identifier les exoplanètes qui ont une atmosphère importante, fournir des cibles précises d'observation aux grands télescopes terrestres.
Les caractéristiques des exoplanètes vont encore nous surprendre. En quelques années à peine nous avons appris que des géantes gazeuses peuvent exister sur des orbites à courte période, proches de leurs étoiles, que des exoplanètes existent sur des orbites non coplanaires, en dehors du plan équatorial de l'étoile et que des exoplanètes sont rétrograde, elles tournent en sens inverse sur leurs orbites.

Image : Les astronomes ont découvert des milliers d'exoplanètes. La mission européenne Cheops est conçue pour analyser les caractéristiques des exoplanètes confirmées. La méthode utilisée est la méthode des transits, micro éclipses provoquées par le passage d'une planète devant son étoile.
Sur cette image on aperçoit Vénus pendant son Transit du 6 juin 2012 00H32 (UT).