38
Les exoplanètes Mesure d’un rayon planétaire Adrien Kuntz GICS, 14 janvier 2014

Les$exoplanètes$ - adrien.kuntz.perso.luminy.univ-amu.fradrien.kuntz.perso.luminy.univ-amu.fr/docs/slides_GICS.pdf · Les$exoplanètes$ Mesure$d’un$rayon$planétaire$ Adrien$Kuntz$

  • Upload
    others

  • View
    3

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Les$exoplanètes$ - adrien.kuntz.perso.luminy.univ-amu.fradrien.kuntz.perso.luminy.univ-amu.fr/docs/slides_GICS.pdf · Les$exoplanètes$ Mesure$d’un$rayon$planétaire$ Adrien$Kuntz$

Les  exoplanètes  

Mesure  d’un  rayon  planétaire  

Adrien  Kuntz  GICS,  14  janvier  2014  

Page 2: Les$exoplanètes$ - adrien.kuntz.perso.luminy.univ-amu.fradrien.kuntz.perso.luminy.univ-amu.fr/docs/slides_GICS.pdf · Les$exoplanètes$ Mesure$d’un$rayon$planétaire$ Adrien$Kuntz$
Page 3: Les$exoplanètes$ - adrien.kuntz.perso.luminy.univ-amu.fradrien.kuntz.perso.luminy.univ-amu.fr/docs/slides_GICS.pdf · Les$exoplanètes$ Mesure$d’un$rayon$planétaire$ Adrien$Kuntz$

IntroducDon  

•  Exoplanète  =  planète  extrasolaire  •  Récent  :  1990  •  Enjeux  :  – FormaDon  Système  Solaire  – Vie  extrasolaire  

•  Rayon  d’une  exoplanète  !  

Page 4: Les$exoplanètes$ - adrien.kuntz.perso.luminy.univ-amu.fradrien.kuntz.perso.luminy.univ-amu.fr/docs/slides_GICS.pdf · Les$exoplanètes$ Mesure$d’un$rayon$planétaire$ Adrien$Kuntz$

Bref  historique  •  6  octobre  1995  :  Michel  Mayor  &  Didier  Queloz  (étoile  type  solaire)  à  l’OHP.  

•  Mars  2012  :  750  

•  Aujourd’hui  :  900  

•  «  Jupiter  chaud  »  

Page 5: Les$exoplanètes$ - adrien.kuntz.perso.luminy.univ-amu.fradrien.kuntz.perso.luminy.univ-amu.fr/docs/slides_GICS.pdf · Les$exoplanètes$ Mesure$d’un$rayon$planétaire$ Adrien$Kuntz$
Page 6: Les$exoplanètes$ - adrien.kuntz.perso.luminy.univ-amu.fradrien.kuntz.perso.luminy.univ-amu.fr/docs/slides_GICS.pdf · Les$exoplanètes$ Mesure$d’un$rayon$planétaire$ Adrien$Kuntz$

Les  méthodes  de  détecDon  

Comment  faire  ?  

Page 7: Les$exoplanètes$ - adrien.kuntz.perso.luminy.univ-amu.fradrien.kuntz.perso.luminy.univ-amu.fr/docs/slides_GICS.pdf · Les$exoplanètes$ Mesure$d’un$rayon$planétaire$ Adrien$Kuntz$

Les  méthodes  de  détecDon  

I  Les  vitesses  radiales    

1.  L’étoile  bouge  aussi  !  

Page 8: Les$exoplanètes$ - adrien.kuntz.perso.luminy.univ-amu.fradrien.kuntz.perso.luminy.univ-amu.fr/docs/slides_GICS.pdf · Les$exoplanètes$ Mesure$d’un$rayon$planétaire$ Adrien$Kuntz$

2)  Décalage  du  spectre  par  effet  Doppler    

L’effet  Doppler  

Page 9: Les$exoplanètes$ - adrien.kuntz.perso.luminy.univ-amu.fradrien.kuntz.perso.luminy.univ-amu.fr/docs/slides_GICS.pdf · Les$exoplanètes$ Mesure$d’un$rayon$planétaire$ Adrien$Kuntz$

Résultat  de  la  mesure  :  

Page 10: Les$exoplanètes$ - adrien.kuntz.perso.luminy.univ-amu.fradrien.kuntz.perso.luminy.univ-amu.fr/docs/slides_GICS.pdf · Les$exoplanètes$ Mesure$d’un$rayon$planétaire$ Adrien$Kuntz$

T  =  4  jours  !  

Mayor  &  Queloz  

Page 11: Les$exoplanètes$ - adrien.kuntz.perso.luminy.univ-amu.fradrien.kuntz.perso.luminy.univ-amu.fr/docs/slides_GICS.pdf · Les$exoplanètes$ Mesure$d’un$rayon$planétaire$ Adrien$Kuntz$

•  Paramètres  mesurés  :  – V  -­‐>  m  – T  -­‐>  a  

•  Sin(i)  !  

=>  Masse  mesurée  :  m.sin(i)  

Page 12: Les$exoplanètes$ - adrien.kuntz.perso.luminy.univ-amu.fradrien.kuntz.perso.luminy.univ-amu.fr/docs/slides_GICS.pdf · Les$exoplanètes$ Mesure$d’un$rayon$planétaire$ Adrien$Kuntz$

Les  transits  

•  Matériel  d’astronome  amateur  

Page 13: Les$exoplanètes$ - adrien.kuntz.perso.luminy.univ-amu.fradrien.kuntz.perso.luminy.univ-amu.fr/docs/slides_GICS.pdf · Les$exoplanètes$ Mesure$d’un$rayon$planétaire$ Adrien$Kuntz$

NotaDons  

•  R*,  M*  •  Rp,  Mp  

•  τ  •  T  •  a  •  i  •  d  

Page 14: Les$exoplanètes$ - adrien.kuntz.perso.luminy.univ-amu.fradrien.kuntz.perso.luminy.univ-amu.fr/docs/slides_GICS.pdf · Les$exoplanètes$ Mesure$d’un$rayon$planétaire$ Adrien$Kuntz$

•  Paramètres  mesurés  :  – T  –       

– τ    •  Paramètres  déduits  :  – Rp  – a  (Kepler)  – cos(i)  

Page 15: Les$exoplanètes$ - adrien.kuntz.perso.luminy.univ-amu.fradrien.kuntz.perso.luminy.univ-amu.fr/docs/slides_GICS.pdf · Les$exoplanètes$ Mesure$d’un$rayon$planétaire$ Adrien$Kuntz$

Les  autres  méthodes  

•  Astrométrique  •  Transit  secondaire  •  DétecDon  directe  !    

ESO  

Page 16: Les$exoplanètes$ - adrien.kuntz.perso.luminy.univ-amu.fradrien.kuntz.perso.luminy.univ-amu.fr/docs/slides_GICS.pdf · Les$exoplanètes$ Mesure$d’un$rayon$planétaire$ Adrien$Kuntz$

MicrolenDlle  gravitaDonnelle  

Science  

Page 17: Les$exoplanètes$ - adrien.kuntz.perso.luminy.univ-amu.fradrien.kuntz.perso.luminy.univ-amu.fr/docs/slides_GICS.pdf · Les$exoplanètes$ Mesure$d’un$rayon$planétaire$ Adrien$Kuntz$

Transit  :  une  simulaDon  précise  

Page 18: Les$exoplanètes$ - adrien.kuntz.perso.luminy.univ-amu.fradrien.kuntz.perso.luminy.univ-amu.fr/docs/slides_GICS.pdf · Les$exoplanètes$ Mesure$d’un$rayon$planétaire$ Adrien$Kuntz$
Page 19: Les$exoplanètes$ - adrien.kuntz.perso.luminy.univ-amu.fradrien.kuntz.perso.luminy.univ-amu.fr/docs/slides_GICS.pdf · Les$exoplanètes$ Mesure$d’un$rayon$planétaire$ Adrien$Kuntz$
Page 20: Les$exoplanètes$ - adrien.kuntz.perso.luminy.univ-amu.fradrien.kuntz.perso.luminy.univ-amu.fr/docs/slides_GICS.pdf · Les$exoplanètes$ Mesure$d’un$rayon$planétaire$ Adrien$Kuntz$

donc  

a

Page 21: Les$exoplanètes$ - adrien.kuntz.perso.luminy.univ-amu.fradrien.kuntz.perso.luminy.univ-amu.fr/docs/slides_GICS.pdf · Les$exoplanètes$ Mesure$d’un$rayon$planétaire$ Adrien$Kuntz$

a

Page 22: Les$exoplanètes$ - adrien.kuntz.perso.luminy.univ-amu.fradrien.kuntz.perso.luminy.univ-amu.fr/docs/slides_GICS.pdf · Les$exoplanètes$ Mesure$d’un$rayon$planétaire$ Adrien$Kuntz$

Finalement…  

V

Page 23: Les$exoplanètes$ - adrien.kuntz.perso.luminy.univ-amu.fradrien.kuntz.perso.luminy.univ-amu.fr/docs/slides_GICS.pdf · Les$exoplanètes$ Mesure$d’un$rayon$planétaire$ Adrien$Kuntz$
Page 24: Les$exoplanètes$ - adrien.kuntz.perso.luminy.univ-amu.fradrien.kuntz.perso.luminy.univ-amu.fr/docs/slides_GICS.pdf · Les$exoplanètes$ Mesure$d’un$rayon$planétaire$ Adrien$Kuntz$

Temps  caractérisDques  

Page 25: Les$exoplanètes$ - adrien.kuntz.perso.luminy.univ-amu.fradrien.kuntz.perso.luminy.univ-amu.fr/docs/slides_GICS.pdf · Les$exoplanètes$ Mesure$d’un$rayon$planétaire$ Adrien$Kuntz$

SoluDon  numérique  !  

Page 26: Les$exoplanètes$ - adrien.kuntz.perso.luminy.univ-amu.fradrien.kuntz.perso.luminy.univ-amu.fr/docs/slides_GICS.pdf · Les$exoplanètes$ Mesure$d’un$rayon$planétaire$ Adrien$Kuntz$

Conclusion  

I(t) =

Page 27: Les$exoplanètes$ - adrien.kuntz.perso.luminy.univ-amu.fradrien.kuntz.perso.luminy.univ-amu.fr/docs/slides_GICS.pdf · Les$exoplanètes$ Mesure$d’un$rayon$planétaire$ Adrien$Kuntz$

 Résultat      Réalité  

Problème !

Page 28: Les$exoplanètes$ - adrien.kuntz.perso.luminy.univ-amu.fradrien.kuntz.perso.luminy.univ-amu.fr/docs/slides_GICS.pdf · Les$exoplanètes$ Mesure$d’un$rayon$planétaire$ Adrien$Kuntz$

L’assombrissement  centre-­‐bord  

Page 29: Les$exoplanètes$ - adrien.kuntz.perso.luminy.univ-amu.fradrien.kuntz.perso.luminy.univ-amu.fr/docs/slides_GICS.pdf · Les$exoplanètes$ Mesure$d’un$rayon$planétaire$ Adrien$Kuntz$
Page 30: Les$exoplanètes$ - adrien.kuntz.perso.luminy.univ-amu.fradrien.kuntz.perso.luminy.univ-amu.fr/docs/slides_GICS.pdf · Les$exoplanètes$ Mesure$d’un$rayon$planétaire$ Adrien$Kuntz$

Après  quelques  calculs…  

Mieux !

Page 31: Les$exoplanètes$ - adrien.kuntz.perso.luminy.univ-amu.fradrien.kuntz.perso.luminy.univ-amu.fr/docs/slides_GICS.pdf · Les$exoplanètes$ Mesure$d’un$rayon$planétaire$ Adrien$Kuntz$

Au  travail  !  

ObjecDf  :  déterminer  le  rayon  d’une  exoplanète    

Page 32: Les$exoplanètes$ - adrien.kuntz.perso.luminy.univ-amu.fradrien.kuntz.perso.luminy.univ-amu.fr/docs/slides_GICS.pdf · Les$exoplanètes$ Mesure$d’un$rayon$planétaire$ Adrien$Kuntz$

•  Valeur  tabulée  :  9.43  E7  m  

Page 33: Les$exoplanètes$ - adrien.kuntz.perso.luminy.univ-amu.fradrien.kuntz.perso.luminy.univ-amu.fr/docs/slides_GICS.pdf · Les$exoplanètes$ Mesure$d’un$rayon$planétaire$ Adrien$Kuntz$

Et  maintenant  ?  

•  Doppler  -­‐>  m  •  Densité  -­‐>  Planète  rocheuse  ou  gazeuse  

Page 34: Les$exoplanètes$ - adrien.kuntz.perso.luminy.univ-amu.fradrien.kuntz.perso.luminy.univ-amu.fr/docs/slides_GICS.pdf · Les$exoplanètes$ Mesure$d’un$rayon$planétaire$ Adrien$Kuntz$

•  «  EvaporaDon  »  des  Jupiter  chauds  

Page 35: Les$exoplanètes$ - adrien.kuntz.perso.luminy.univ-amu.fradrien.kuntz.perso.luminy.univ-amu.fr/docs/slides_GICS.pdf · Les$exoplanètes$ Mesure$d’un$rayon$planétaire$ Adrien$Kuntz$

•  Zone  habitable  

•  Mais  nombreux  autres  paramètres  !  

Page 36: Les$exoplanètes$ - adrien.kuntz.perso.luminy.univ-amu.fradrien.kuntz.perso.luminy.univ-amu.fr/docs/slides_GICS.pdf · Les$exoplanètes$ Mesure$d’un$rayon$planétaire$ Adrien$Kuntz$

L’atmosphère  •  Derrière  l’étoile  :  en  IR,  spectre  d’émission  

 

•  CO,  H20  

Page 37: Les$exoplanètes$ - adrien.kuntz.perso.luminy.univ-amu.fradrien.kuntz.perso.luminy.univ-amu.fr/docs/slides_GICS.pdf · Les$exoplanètes$ Mesure$d’un$rayon$planétaire$ Adrien$Kuntz$

•  Transit  primaire  :  spectre  d’absorpDon  

Page 38: Les$exoplanètes$ - adrien.kuntz.perso.luminy.univ-amu.fradrien.kuntz.perso.luminy.univ-amu.fr/docs/slides_GICS.pdf · Les$exoplanètes$ Mesure$d’un$rayon$planétaire$ Adrien$Kuntz$

Conclusion  

•  Le  but  ulDme  !