CHEOPS va scruter les exoplanètes

Acronyme de « Characterising Exoplanet Satellite », le télescope spatial CHEOPS, conçu par l’Université de Berne avec l’aide de l’Université de Genève, a pour mission de déterminer la taille et la nature d’un échantillon d’exoplanètes déjà répertoriées, grâce à la méthode dite des «  transits ». Le procédé consiste à mesurer la faible baisse de la luminosité d’une étoile lorsqu’une planète passe devant elle. Les données ainsi obtenues permettent de déduire le diamètre de la planète. Ces informations, associées à d’autres récoltées notamment par des télescopes au sol sur la masse des objets ciblés, serviront à mesurer leur densité et à se faire une idée assez précise de leur structure.

 

Lancé le 18 décembre dernier de Kourou par une fusée Soyouz, le télescope spatial CHEOPS a été placé sur une orbite héliosynchrone. (© cheops.unibe)


Planète rocheuse ou gazeuse
Grâce à CHEOPS, il sera possible, par exemple, de différencier deux planètes de masse identique se trouvant dans la zone dite « habitable », où la quantité d’énergie qu’elles reçoivent permet à l’eau d’exister sous forme liquide. « Si la densité de la première est élevée, nous en déduirons qu’elle est essentiellement composée de roches, avec une fine atmosphère et qu’elle est capable d’abriter de l’eau à l’état liquide. Si la densité de la seconde est faible, nous saurons qu’il s’agit d’une planète gazeuse, dotée d’une atmosphère très épaisse », explique David Ehrenreich, astronome à l’Université de Genève, un des responsables scientifiques de la mission. Il ajoute : « Si le but est d’aller chercher des traces de vie, CHEOPS nous dira sur laquelle des deux nous devons nous focaliser. »
Pour atteindre ses objectifs avec son télescope de seulement 30 cm de diamètre, le petit engin de moins de 300 kg dispose d’un photomètre ultrasensible. Pour éviter d’être « ébloui » par le Soleil ou par la lumière reflétée par la Terre, le satellite suit une orbite polaire héliosynchrone et sa trajectoire parcourt ce qu’en langage astronomique, on désigne sous le nom de « terminateur », c’est-à-dire la ligne de séparation des parties éclairée et obscure de notre planète. Willy Benz, professeur d’astrophysique à l’Université de Berne et responsable de la mission, souligne que les panneaux solaires de CHEOPS ont été installés de telle sorte qu’ils offrent aux instruments « ombre et protection thermique », pour leur permettre de conserver une température stable.

 

CHEOPS a pour mission de déterminer la taille et la nature d’un échantillon d’exoplanètes déjà répertoriées. (© cheops.unibe)

Un catalogue dressé par Didier Queloz
Depuis la découverte de 51 Pegasi b en 1995 par Michel Mayor et Didier Queloz, lauréats du prix Nobel de physique 2019, quelque 4000 exoplanètes ont été détectées. Il fallait donc sélectionner celles qui seront scrutées attentivement par le télescope spatial helvétique. C’est tout naturellement Didier Queloz qui a été désigné pour faire ce choix. L’astronome, qui est l’un des pères de CHEOPS, dont il a assisté au lancement, a dressé un répertoire de plusieurs centaines d’exoplanètes relativement « proches », situées de quelques dizaines à quelques centaines de parsecs de la Terre. Il s’agit de planètes de taille et de nature variées, dans un éventail de masse compris entre celle de la Terre et celle de Neptune.
L’engin n’a pas été conçu pour découvrir de nouvelles exoplanètes. Des surprises pourraient cependant être au rendez-vous. Il n’est pas exclu, en effet, qu’il repère des exoplanètes non encore répertoriées dans les systèmes planétaires qu’il inspectera. Mais surtout, selon ses concepteurs, CHEOPS est parfaitement capable de détecter des exolunes et des exocomètes dans les jeunes systèmes qu’il scrutera grâce à son «  œil » pénétrant façonné en Suisse.
Après une période probatoire, le petit observatoire spatial commencera ses véritables observations vers le mois de mars prochain. L’aventure scientifique ne fait que commencer !

 

À propos de CHEOPS CHEOPS est un télescope spatial de petite taille développé conjointement par le Swiss Space Office (SSO) et l’Agence spatiale européenne (ESA). Il a pour mission de mesurer la taille, la masse et, dans la mesure du possible, les caractéristiques de l’atmosphère d’exoplanètes déjà identifiées, orbitant autour d’étoiles lumineuse, de magnitude apparente comprise entre 6 et 12, situées au voisinage du Système solaire. D’une masse de 273 kg, le satellite utilisera la méthode dite des «  transits » grâce à son télescope de 32 cm d’ouverture, de type Cassegrain, qui permet une résolution spatiale d’une seconde d’arc et une précision de mesure de la luminosité de 15 ppm. L’observatoire suit une orbite héliosynchrone en survolant la ligne du crépuscule de la Terre. CHEOPS est la première mission de classe S (coût réduit) du programme scientifique Cosmic Vision de l’ESA. La durée de sa mission primaire est de 3,5 ans.