{"id":7987,"date":"2016-08-26T18:30:31","date_gmt":"2016-08-26T16:30:31","guid":{"rendered":"https:\/\/sciencetonnante.wordpress.com\/?p=7987"},"modified":"2016-08-26T18:30:31","modified_gmt":"2016-08-26T16:30:31","slug":"une-exoplanete-habitable-autour-de-proxima-du-centaure","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/scienceetonnante.com\/blog\/2016\/08\/26\/une-exoplanete-habitable-autour-de-proxima-du-centaure\/","title":{"rendered":"Une exoplan\u00e8te (habitable ?) autour de Proxima du Centaure"},"content":{"rendered":"<p>Mercredi soir, l&rsquo;ESO a annonc\u00e9 la d\u00e9couverte d&rsquo;une exoplan\u00e8te autour de Proxima du Centaure, notre plus proche voisine. J&rsquo;avais pondu une vid\u00e9o \u00e0 chaud pour commenter la d\u00e9couverte.<\/p>\n<p>[youtube=www.youtube.com\/watch?v=yIEmc7ffTeM]<\/p>\n<p>Je voudrais maintenant revenir \u00ab\u00a0\u00e0 froid\u00a0\u00bb sur quelques points et questions fr\u00e9quemment soulev\u00e9s en commentaire. Tout d&rsquo;abord, <a href=\"http:\/\/www.eso.org\/public\/archives\/releases\/sciencepapers\/eso1629\/eso1629a.pdf\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">la publication\u00a0est ici<\/a>.<\/p>\n<h3>Une seule plan\u00e8te ?<\/h3>\n<p>La question qui est revenue le plus souvent, c&rsquo;est de savoir comment on d\u00e9duit qu&rsquo;il n&rsquo;y a qu&rsquo;une seule plan\u00e8te qui provoque l&rsquo;oscillation de la vitesse radiale de Proxima. Laissez moi tout d&rsquo;abord vous montrer \u00ab\u00a0LE\u00a0\u00bb graphique du papier :<!--more--><br \/>\n<a href=\"https:\/\/scienceetonnante.com\/2016\/08\/plot1.png\"><img decoding=\"async\" class=\"aligncenter size-large wp-image-7994 lazyload\" data-src=\"https:\/\/scienceetonnante.com\/2016\/08\/plot1.png?w=600\" alt=\"plot\" width=\"600\" height=\"402\" src=\"data:image\/svg+xml;base64,PHN2ZyB3aWR0aD0iMSIgaGVpZ2h0PSIxIiB4bWxucz0iaHR0cDovL3d3dy53My5vcmcvMjAwMC9zdmciPjwvc3ZnPg==\" style=\"--smush-placeholder-width: 600px; --smush-placeholder-aspect-ratio: 600\/402;\" \/><\/a><\/p>\n<p>En haut \u00e0 gauche, ce qui ressort des donn\u00e9es d&rsquo;avant 2016, en bas \u00e0 gauche, ce qui ressort de la campagne sp\u00e9cifique de confirmation de d\u00e9but 2016, et \u00e0 droite, la combinaison des deux. Ce qu&rsquo;on repr\u00e9sente ici c&rsquo;est la \u00ab\u00a0vraisemblance\u00a0\u00bb d&rsquo;un signal de p\u00e9riode donn\u00e9. Et<strong> on voit clairement sur les 3 graphiques des pics \u00e0 une p\u00e9riode de 11 jours<\/strong>.<\/p>\n<p>Par ailleurs, la publication indique que durant les 16 ann\u00e9es couvertes par les observations, <strong>la phase ainsi que l&rsquo;amplitude du signal ont \u00e9t\u00e9 remarquablement constants<\/strong>. Cela se voit sur le second graphique du papier, qui superpose l&rsquo;ensemble des donn\u00e9es sur la sinuso\u00efde de 11 jours.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/scienceetonnante.com\/2016\/08\/plot2.png\"><img decoding=\"async\" class=\"aligncenter size-full wp-image-7995 lazyload\" data-src=\"https:\/\/scienceetonnante.com\/2016\/08\/plot2.png\" alt=\"plot2\" width=\"591\" height=\"509\" src=\"data:image\/svg+xml;base64,PHN2ZyB3aWR0aD0iMSIgaGVpZ2h0PSIxIiB4bWxucz0iaHR0cDovL3d3dy53My5vcmcvMjAwMC9zdmciPjwvc3ZnPg==\" style=\"--smush-placeholder-width: 591px; --smush-placeholder-aspect-ratio: 591\/509;\" \/><\/a><\/p>\n<p>Cette constance de phase et d&rsquo;amplitude\u00a0semble montrer que le signal\u00a0n&rsquo;est pas trop perturb\u00e9 par d&rsquo;\u00e9ventuels autres corps. On peut aussi avoir des consid\u00e9rations sur le fait que certaines combinaisons d&rsquo;orbites seraient instables. Mais en effet on ne peut pas a priori exclure qu&rsquo;il y ait d&rsquo;autres corps autour de Proxima. Mais ceux-ci poss\u00e9deraient certainement des p\u00e9riodes plus longues.<\/p>\n<p>Il faut bien voir que<strong> la\u00a0capacit\u00e9 \u00e0 d\u00e9tecter des oscillations est tributaire de la longueur et de la fr\u00e9quence des observations dont on dispose<\/strong>. Pour prendre un exemple na\u00eff, on ne peut pas esp\u00e9rer d\u00e9tecter une oscillation de p\u00e9riode 400 jours en faisant une observation de 50 jours. De m\u00eame il sera difficile de d\u00e9tecter une oscillation de exactement 24h en faisant une observation tous les jours \u00e0 la m\u00eame heure. Tout \u00e7a pour dire qu&rsquo;en fonction des dates des diff\u00e9rentes observations, on peut calculer notre \u00ab\u00a0sensibilit\u00e9\u00a0\u00bb \u00e0 la d\u00e9tection des diff\u00e9rentes p\u00e9riodes.<\/p>\n<p>Dans l&rsquo;annexe de la publication, on trouve ainsi des graphiques de fonction \u00ab\u00a0fen\u00eatre\u00a0\u00bb (je pense qu&rsquo;il s&rsquo;agit en gros de la transform\u00e9e de Fourier d&rsquo;une fonction qui vaut 0 quand on observe pas et 1 quand on observe). Voici par exemple ce graphique pour la campagne d&rsquo;acquistion \u00ab\u00a0de confirmation\u00a0\u00bb qui a \u00e9t\u00e9 r\u00e9alis\u00e9e d\u00e9but 2016 :<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/scienceetonnante.com\/2016\/08\/harps-prd.png\"><img decoding=\"async\" class=\"aligncenter size-large wp-image-7988 lazyload\" data-src=\"https:\/\/scienceetonnante.com\/2016\/08\/harps-prd.png?w=600\" alt=\"harps PRD\" width=\"600\" height=\"182\" src=\"data:image\/svg+xml;base64,PHN2ZyB3aWR0aD0iMSIgaGVpZ2h0PSIxIiB4bWxucz0iaHR0cDovL3d3dy53My5vcmcvMjAwMC9zdmciPjwvc3ZnPg==\" style=\"--smush-placeholder-width: 600px; --smush-placeholder-aspect-ratio: 600\/182;\" \/><\/a><\/p>\n<p><strong>Plus c&rsquo;est faible, plus on est sensible<\/strong>. On voit par exemple que l&rsquo;observation ne permettrait pas de d\u00e9tecter des p\u00e9riodes de 1 jour exactement (ni 1\/2 jour, ni 1\/3 de jour, etc. car les acquisitions sont toujours faites plus ou moins \u00e0 la m\u00eame heure, en fin de nuit), ni des p\u00e9riodes longues, notamment sup\u00e9rieure \u00e0 la dur\u00e9e totale de la campagne (2 mois).<\/p>\n<p>Conclusion : <strong>on ne peut pas exclure qu&rsquo;il y ait des oscillations de longue p\u00e9riode, que l&rsquo;on aurait du mal \u00e0 d\u00e9tecter avec les observations dont on dispose actuellement<\/strong>.<\/p>\n<p>D&rsquo;ailleurs les auteurs indiquent la pr\u00e9sence d&rsquo;un \u00e9ventuel second signal autour de 200 jours, mais dont la signification n&rsquo;est pas claire (et pas conclusive \u00e0 ce stade de l&rsquo;analyse).<\/p>\n<p>D&rsquo;ailleurs au sujet de la figure 2 ci-dessus, l&rsquo;article pr\u00e9cise<\/p>\n<p><em>Although its nature is unclear,\u00a0a second signal at P \u2248 200 d was fitted and subtracted from the data to\u00a0produce this plot and improve visualization<\/em><\/p>\n<p>On voit d&rsquo;ailleurs dans la courbe que j&rsquo;ai montr\u00e9e dans la vid\u00e9o, que le signal d\u00e9croit l\u00e9g\u00e8rement sur les 60 jours d&rsquo;observation faits au d\u00e9but de 2016.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/scienceetonnante.com\/2016\/08\/star.png\"><img decoding=\"async\" class=\"aligncenter size-large wp-image-7996 lazyload\" data-src=\"https:\/\/scienceetonnante.com\/2016\/08\/star.png?w=600\" alt=\"star\" width=\"600\" height=\"229\" src=\"data:image\/svg+xml;base64,PHN2ZyB3aWR0aD0iMSIgaGVpZ2h0PSIxIiB4bWxucz0iaHR0cDovL3d3dy53My5vcmcvMjAwMC9zdmciPjwvc3ZnPg==\" style=\"--smush-placeholder-width: 600px; --smush-placeholder-aspect-ratio: 600\/229;\" \/><\/a><\/p>\n<h3>Comment connait-on les caract\u00e9ristiques de la plan\u00e8te ?<\/h3>\n<p>A partir du signal de variation de la vitesse radiale, il est possible de d\u00e9terminer les caract\u00e9ristiques de l&rsquo;orbite, et donc de remonter aux caract\u00e9ristiques de la plan\u00e8te. Intuitivement on dispose de 2 informations (amplitude et p\u00e9riode du signal), et on cherche 2 param\u00e8tres (masse et distance de la plan\u00e8te \u00e0 l&rsquo;\u00e9toile.) Cela suppose \u00e9videmment que l&rsquo;on connaisse la masse de l&rsquo;\u00e9toile (c&rsquo;est le cas), et en pratique c&rsquo;est un peu plus compliqu\u00e9 que \u00e7a car l&rsquo;excentricit\u00e9 de l&rsquo;orbite peut intervenir. Mais en l&rsquo;occurrence ici, la variation d&rsquo;amplitude semble indiquer que l&rsquo;excentricit\u00e9 n&rsquo;est pas \u00e9norme.<\/p>\n<p>Un joli gif <a href=\"http:\/\/www.stellarplanet.co.uk\/2013\/03\/exoplanets-101.html\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">sur ce site<\/a><\/p>\n<p>http:\/\/2.bp.blogspot.com\/-4XdTjABzadQ\/UUS24hnoPZI\/AAAAAAAABS8\/OzjqZflhSR4\/s1600\/vitrad.gif<\/p>\n<h3>Et l&rsquo;habitabilit\u00e9 ?<\/h3>\n<p>Il y a fort \u00e0 parier que l&rsquo;habitabilit\u00e9 potentielle va faire couleur beaucoup d&rsquo;encre. Comme je le dis dans la vid\u00e9o, le crit\u00e8re num\u00e9ro 1 est en g\u00e9n\u00e9ral la temp\u00e9rature (et le fait que la plan\u00e8te soit rocheuse.) M\u00eame si on n&rsquo;a pas sa taille (et donc sa densit\u00e9), le fait que cette plan\u00e8te ait une faible masse et qu&rsquo;elle soit tr\u00e8s proche de son \u00e9toile nous assure quasiment qu&rsquo;elle est rocheuse (\u00e0 cause de ce qu&rsquo;on sait de la mani\u00e8re dont se forment les plan\u00e8tes).<\/p>\n<p>Pour la temp\u00e9rature, on m&rsquo;a plusieurs fois demand\u00e9 comment on pouvait la connaitre. Eh bien on ne la connait pas exactement, mais on peut estimer un indicateur, ce qu&rsquo;on appelle <strong>la temp\u00e9rature de corps noir<\/strong>. L&rsquo;id\u00e9e est simple : on connait la puissance de l&rsquo;\u00e9toile et la distance de la plan\u00e8te, donc on peut calculer le flux d&rsquo;\u00e9nergie \\(\\Phi\\) qu&rsquo;elle re\u00e7oit. Supposons que la plan\u00e8te soit une grosse boule noire, elle absorbera tout ce rayonnement, mais elle en \u00e9mettra \u00e0 son tour comme un corps noir suivant\u00a0la loi de Stefan \\(\\sigma T^4\\) o\u00f9 \\(T\\) est sa temp\u00e9rature de surface.<\/p>\n<p>Si on \u00e9crit l&rsquo;\u00e9quilibre entre flux \u00e9mis et flux re\u00e7u, on sort :<\/p>\n<p style=\"text-align:center;\">\\(\\displaystyle T = \\left(\\frac{\\Phi}{\\sigma}\\right)^{1\/4}\\)<\/p>\n<p>C&rsquo;est cela qu&rsquo;on appelle la temp\u00e9rature de corps noir : la temp\u00e9rature qu&rsquo;aurait la plan\u00e8te si elle \u00e9tait un pur corps noir.<\/p>\n<p>Cette temp\u00e9rature n&rsquo;est pas la vraie temp\u00e9rature : plusieurs choses interviennent, notamment le fait que la plan\u00e8te n&rsquo;absorbe pas forc\u00e9ment tout le rayonnement (albedo) et qu&rsquo;il peut y avoir de l&rsquo;effet de serre. Je vous renvoie \u00e0 ma vid\u00e9o sur le r\u00e9chauffement climatique o\u00f9 je parle de ce mod\u00e8le climatique \u00ab\u00a0minimal\u00a0\u00bb.<\/p>\n<p>Passons maintenant aux \u00ab\u00a0autres\u00a0\u00bb crit\u00e8res d&rsquo;habitabilit\u00e9 : il y en a plein ! Citons en vrac la pr\u00e9sence d&rsquo;une atmosph\u00e8re, les rayonnements X et UV (et l\u00e0 comme la plan\u00e8te est proche de son \u00e9toile, c&rsquo;est pas top), la pr\u00e9sence ou pas d&rsquo;un champ magn\u00e9tique \u00ab\u00a0protecteur\u00a0\u00bb, mais aussi un ph\u00e9nom\u00e8ne connu sous le nom de <strong>verrouillage gravitationnel<\/strong> (ou rotation synchrone).<\/p>\n<p>Vous savez peut-\u00eatre que la lune nous expose toujours la m\u00eame face. Alors que \u00e7a n&rsquo;est pas le cas pour la Terre vis-\u00e0-vis du Soleil. C&rsquo;est parce que la rotation de la lune s&rsquo;est synchronis\u00e9e sur sa r\u00e9volution autour de la Terre. Cette situation ne serait pas terrible pour une plan\u00e8te, car la moiti\u00e9 de la plan\u00e8te serait dans l&rsquo;enfer glac\u00e9 et l&rsquo;autre dans la fournaise.<\/p>\n<p>Or malheureusement il est fort possible que ce soit ce qui se passe pour la plan\u00e8te dont on parle. En effet pour de petites plan\u00e8tes proche de l&rsquo;\u00e9toile, le verrouillage gravitationnel se produit assez facilement. Dans ce cas pr\u00e9cis, la\u00a0seule \u00e9chappatoire serait une autre situation connue sous le nom de r\u00e9sonance 3:2, c&rsquo;est-\u00e0-dire 3 rotation pour 2 r\u00e9volutions (ce qu&rsquo;il se passe sur Mercure.)<\/p>\n<p>Pour ceux que \u00e7a int\u00e9resse, <a href=\"http:\/\/www.ice.cat\/personal\/iribas\/Proxima_b\/indepth.html\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">cette page web r\u00e9alis\u00e9e par les scientifiques<\/a> montre des simulations de climats pour ces deux hypoth\u00e8se (rotation synchrone et r\u00e9sonance 3:2)<\/p>\n<p>Bref, avant de dire qu&rsquo;on peut aller vivre\u00a0sur cette plan\u00e8te, il y a du boulot !<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Mercredi soir, l&rsquo;ESO a annonc\u00e9 la d\u00e9couverte d&rsquo;une exoplan\u00e8te autour de Proxima du Centaure, notre plus proche voisine. J&rsquo;avais pondu une vid\u00e9o \u00e0 chaud pour commenter la d\u00e9couverte. 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La question<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"jetpack_post_was_ever_published":false,"_jetpack_newsletter_access":"","_jetpack_dont_email_post_to_subs":false,"_jetpack_newsletter_tier_id":0,"_jetpack_memberships_contains_paywalled_content":false,"_jetpack_memberships_contains_paid_content":false,"footnotes":""},"categories":[6],"tags":[40],"class_list":{"0":"post-7987","1":"post","2":"type-post","3":"status-publish","4":"format-standard","6":"category-physique","7":"tag-astronomie"},"jetpack_featured_media_url":"","jetpack_sharing_enabled":true,"post_mailing_queue_ids":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/scienceetonnante.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/7987","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/scienceetonnante.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/scienceetonnante.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/scienceetonnante.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/scienceetonnante.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=7987"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/scienceetonnante.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/7987\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/scienceetonnante.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=7987"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/scienceetonnante.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=7987"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/scienceetonnante.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=7987"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}