Transit d’exoplanète

La première exoplanète (51 pegasi b) a été  découverte en 1995 par Michel Mayor et Didier Queloz à l’observatoire de haute Provence et à ce jour elles sont prés de 4000.

L’observation directe de ces exoplanètes est bien sur impossible pour un amateur mais il existe plusieurs méthodes indirectes dont au moins une nous est accessible : le transit

Le principe du transit est de mesurer la baisse de luminosité de l’étoile au moment ou la planète passe entre elle et nous.

Pour que cela fonctionne il faut une planète assez grosse pour que la baisse de luminosité soit mesurable avec nos moyens d’amateur. Il faut également que la planète soit assez proche de son étoile pour que sa période de révolution soit courte et que le transit soit observable sur une nuit. 

Les exoplanètes qui nous sont accessibles sont donc essentiellement du type Jupiter chaud.

La première étape est de trouver quelle étoile observer et quand. La base de données TRESCA  fournie un outil permettant d’obtenir une liste des transits observables nuit par nuit.

L’outil est simple puisqu’il suffit de rentrer les coordonnées géographique et de lancer le calcul. Un tableau apparaît avec toutes les informations nécessaires pour choisir le transit.

Pour ce premier essai le choix s’est porté sur KELT-16B située dans le cygne prés de la nébuleuse des voiles. Ce transit a lieu en début de nuit, l’étoile a une magnitude correcte et la baisse de luminosité prévue n’est pas trop faible.

Le matériel choisi est un newton de 250mm  équipé d’une caméra ZWO 1600 monochrome refroidie et d’une seconde caméra pour l’autoguidage.

Le principal problème est de réussir à obtenir des mesures de la luminosité de l’étoile suffisamment justes et répétables d’une image à l’autre. La solution consiste à dé-focaliser les images et à faire des poses de plusieurs dizaines de secondes.

Le suivi de ce transit a donc été fait avec des poses de 120s sur une durée totale de 3h (durée du transit + 15 min avant et après)

Exemple d’image.

KELT-16B est l’étoile notée V.

La nébulosité à droite est NGC 6992

Le logiciel SIRIL a été utilisé pour faire la calibration et l’analyse photométrique des images, il est gratuit et très simple à utiliser.

Pour la photométrie, 6 étoiles de références ont été utilisées. Une fois l’analyse faite il reste à télécharger les données dans l’outil “model fit” de la base TRESCA pour lancer l’analyse.

Après quelques secondes les résultats apparaissent.

Le courbe du haut est faite à partir des données brutes.Chaque point correspond à une image et les traits présents sur les points donnent l’incertitude.

La dérive visible a peut être été causée par l’apparition d’un voile nuageux ou bien par le lever de la lune mais cela n’a pas d’importance. 

Sur la courbe du bas la dérive a été supprimée, le transit est bien visible.

Dans le tableau la colonne de gauche donne les valeurs théoriques et celle de droite les valeurs mesurées.

Rp est la taille de la planète donné par rapport à celle de Jupiter. Cette planète est donc environ 1.5 fois plus grosse que Jupiter.

I est un angle qui donne la position de la planète par rapport à son étoile. Si I=90° elle passe au milieu du disque.

Il y a des écarts par rapport aux résultats théoriques notamment pour la taille de la planète mais cela reste correcte. 

La faible variation de luminosité à mesurer me faisait penser qu’il serait difficile d’obtenir un résultat concluant mais il n’en est rien. Finalement cela est plus simple que de chercher à obtenir une belle image. 

Les cibles étant très nombreuses les scientifiques n’ont pas les moyens matériel de tout suivre il y a donc un véritable intérêt à faire ce genre d’observation à condition bien sur de partager les résultats par exemple en utilisant TRESCA.

Le suivi de transit d’exoplanète est donc un bel exemple d’observation utile accessible à tous ceux qui maîtrise l’imagerie.

Quelques liens interressants :

Lionel.R

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