À 18 h 51 HAE le mercredi 18 avril, une fusée SpaceX Falcon 9 a décollé de Cape Canaveral en Floride. Il transportait le TESS de la NASA: le Transiting Exoplanet Survey Satellite. D'après ce que nous pouvons en dire, la mission s'est déroulée sans accroc, la première étape revenant à terre sur sa barge flottante dans l'océan Atlantique, et l'étape 2 continuant d'envoyer TESS sur son orbite finale.
Il s'agit d'une relève de la garde, car nous entrons maintenant dans les derniers jours du télescope spatial Kepler de la NASA. Il manque de carburant et est déjà paralysé par la perte de ses roues de réaction. Dans quelques mois, la NASA la fermera définitivement.
C'est triste, mais ne vous inquiétez pas, avec TESS en route, le voyage scientifique sur les exoplanètes continue: à la recherche de mondes de la taille de la Terre dans la Voie lactée.
Il est difficile de croire que nous ne connaissons les planètes en orbite autour d'autres étoiles que depuis un peu plus de 20 ans maintenant. La première planète extrasolaire trouvée a été la hot jupiter 51 Pegasi B, découverte en 1995 par une équipe d'astronomes suisses.
Ils ont trouvé ce monde en utilisant la méthode de la vitesse radiale, où la gravité de la planète tire son étoile d'avant en arrière, changeant légèrement la longueur d'onde de la lumière que nous voyons. Cette technique a été affinée et utilisée pour découvrir beaucoup plus de planètes en orbite autour de beaucoup plus d'étoiles.
Mais une autre technique a encore plus de succès: la technique du transit. C'est là que la lumière de l'étoile est soigneusement mesurée au fil du temps, en surveillant toute baisse de luminosité lorsqu'une planète passe devant.
Au moment où j'écris cet article en avril 2018, il y avait 3 708 planètes confirmées avec plusieurs milliers de candidats supplémentaires qui ont besoin d'une confirmation supplémentaire.
Les planètes sont partout, dans toutes les formes et tailles. Des géants du gaz familiers, des mondes rocheux et des géants de glace que nous avons dans le système solaire, aux jupiters chauds inhabituels et aux super-terres. Les astronomes ont même trouvé des comètes dans d'autres systèmes solaires, des planètes comme Saturne mais avec des systèmes d'anneaux qui éclipsent la planète voisine. La chasse est même en marche pour les exomons. Lunes en orbite autour de planètes en orbite autour d'autres étoiles.
Le télescope spatial Kepler de la NASA était l'instrument de chasse à la planète le plus productif jamais construit. Sur ces 3 708 planètes découvertes jusqu'à présent, Kepler a découvert 2 342 mondes.
Kepler a été lancé en mars 2009 et a commencé ses opérations le 12 mai 2009. Il a utilisé son miroir principal de 1,4 mètre pour observer une région du ciel à 12 degrés. À titre de comparaison, la Lune prend environ un demi-degré. Donc une région contenant des centaines de fois la taille de la Lune.
Kepler a été placé sur une orbite autour de la Terre autour du Soleil, avec une période de 372,5 jours. Avec une année plus longue, le télescope dérive lentement derrière la Terre d'environ 25 millions de kilomètres par an.
Comme je l'ai mentionné plus tôt, Kepler a été conçu pour utiliser la technique du transit, à la recherche de planètes passant devant leurs étoiles dans cette région très spécifique du ciel. Alors que les sondages exoplanètes précédents n'avaient trouvé que les planètes les plus massives, Kepler était suffisamment sensible pour voir des mondes avec la moitié de la masse de la Terre en orbite autour d'autres étoiles.
Et tout allait bien jusqu'au 14 juillet 2012, lorsque l'une des quatre roues de réaction du vaisseau spatial est tombée en panne. Ce sont des gyroscopes qui permettent au vaisseau spatial de changer son orientation sans propulseur. Pas de problème, Kepler a été conçu pour n'en avoir besoin que de trois. Puis une deuxième roue a échoué le 11 mai 2013, mettant fin à sa mission principale.
Ce que les ingénieurs de Kepler ont proposé est l'un des sauvetages les plus ingénieux de vaisseaux spatiaux de l'histoire du vol spatial. Ils ont réalisé qu'ils pouvaient utiliser la légère pression du soleil pour stabiliser parfaitement le télescope et le garder pointé vers une région du ciel.
Cela a permis à Kepler de continuer à travailler, en observant des portions encore plus grandes du ciel, mais son orbite autour du Soleil ne lui permettrait de regarder qu'une région pendant une période de temps plus courte. Au lieu de balayer des étoiles semblables au soleil, Kepler a concentré son attention sur les étoiles naines rouges, qui peuvent avoir des mondes de la taille de la Terre en orbite autour de quelques jours.
Cela était connu comme l'ère K2, et pendant ce temps, il s'est avéré 307 planètes supplémentaires confirmées et 480 planètes non confirmées.
Mais Kepler manque de temps maintenant. Il y a environ un mois, la NASA a annoncé que Kepler était presque à court de carburant. Ce carburant est important car une manœuvre importante qu'il doit faire est de se pointer vers la Terre et de télécharger toutes les données qu'il a recueillies. La NASA estime qu'il ne reste que quelques mois et, lorsque cela se produira, ils demanderont au télescope de pointer la Terre une dernière fois, de transmettre ses données finales, puis de s'éteindre définitivement.
Et aujourd'hui, TESS a décollé avec succès, faisant son chemin pour prendre le relais là où Kepler s'arrête.
Il transporte le Transiting Exoplanet Survey Satellite de la NASA, ou TESS, la suite de Kepler, faisant passer la recherche d'exoplanètes au niveau supérieur.
La mission TESS existe depuis 2006, date à laquelle elle a été conçue à l'origine comme une mission financée par des fonds privés par Google, la Fondation Kavli et le MIT.
Au fil des ans, il a été proposé à la NASA, et en 2013, il a été accepté comme l'une des missions d'exploration de la NASA. Ce sont des missions avec un budget de 200 millions de dollars ou moins. WISE et WMAP sont d'autres exemples de missions d'exploration.
Mais il y a un tas de différences entre Kepler et TESS.
Vous vous souvenez quand j'ai dit que Kepler observait une région du ciel de 12 x 12 degrés? TESS surveillera le ciel entier, une zone 400 fois plus grande que ce que Kepler a observé.
Il dispose d'un ensemble de 4 télescopes identiques identiques avec des caméras CCD, chacun de 16,8 mégapixels. Ils sont disposés pour donner à TESS une vue carrée de 24 degrés du ciel. TESS divisera le ciel en 26 secteurs différents et étudiera la région pendant au moins 27 jours, passant d'une étoile brillante à une étoile brillante toutes les deux minutes.
Alors que Kepler plongeait profondément dans une région spécifique du ciel, TESS observera les 500000 étoiles les plus brillantes du ciel, qui sont 30 à 100 fois plus brillantes que les types d'étoiles que Kepler regardait. Beaucoup d'entre eux seront des étoiles comme notre propre Soleil.
Il sera capable de surveiller le ciel entier sur une période de deux ans, ce qui représente une zone 400 fois plus grande que Kepler. Et les astronomes s'attendent à ce que la mission produise des milliers de planètes extrasolaires, dont 500 de la taille de la Terre ou de la super-Terre.
En effectuant cette large étude du ciel avec des étoiles brillantes, TESS trouvera les planètes extrasolaires proches. Si une étoile brillante a des planètes qui passent devant elle de notre point de vue, TESS la trouvera. Il créera le catalogue définitif des planètes voisines.
Étant donné que ces mondes sont beaucoup plus lumineux dans le ciel, il sera plus facile pour les observatoires terrestres et spatiaux du monde de faire des observations de suivi. Les astronomes pourront mesurer la taille, la masse, la densité et même l'atmosphère des mondes extrasolaires. Attendez juste que James Webb obtienne ses détecteurs sur certains de ces mondes.
En plus de son travail principal de recherche de planètes, la NASA a invité des chercheurs invités à utiliser le vaisseau spatial pour d'autres recherches scientifiques, telles que la recherche de quasars, le suivi de la rotation stellaire et l'observation des variations des étoiles naines. Tout ce qui a un changement de luminosité sera une excellente cible pour TESS.
Une caractéristique intéressante de la mission TESS sera son orbite, la prenant sur un chemin qu'aucune autre mission n'a jamais utilisé. Cela s'appelle une orbite "P / 2 lunaire-résonnante", et emmène le vaisseau spatial sur une trajectoire elliptique qui prend deux fois moins de temps que la Lune pour orbiter autour de la Terre - 13,7 jours.
À son point le plus proche de la Terre, il se trouvera à 35 785 km au-dessus de la surface et mettra trois heures pour transmettre toutes ses données aux stations au sol. Ensuite, il s'envolera vers le point le plus élevé, à une altitude de 373 300 km, hors des dangers des ceintures de Van Allen.
Au moment où la mission TESS se terminera, nous en saurons beaucoup sur les planètes extrasolaires dans notre voisinage proche. Eh bien, beaucoup de choses sur les planètes qui s'alignent parfaitement avec leurs étoiles de notre point de vue. Et malheureusement, cela ne représente que quelques pour cent des systèmes stellaires.
Nous allons avoir besoin d'autres techniques pour trouver le reste, que je suis sûr que nous couvrirons dans les prochains articles.
Remarque: il s'agit de la transcription d'une vidéo que nous avons publiée. Regardez-le ici.
