jackbauer 2

Exoplanètes : dernières découvertes

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Kirth, il y a des arguments statistiques pour dire qu'aujourd'hui on en est plus tout à fait à "On sait pas parce que il y a des biais", on commence à voir émerger des grandes populations...

 

Le Grand tack, par exemple, sans qui, dixit Rocard "nous ne serions pas là", semble être un énorme coup de pot cosmique. Mais bien sûr, cela évolue tous les jours : on attend avec impatience les observations des décennies à venir.

:-)

 

S

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il y a 39 minutes, Superfulgur a dit :

on attend avec impatience les observations des décennies à venir.

 

en ESPRESSO notamment, si je comprends bien.

Je ne suis pas au fait comme toi de tous les nouveaux instruments qui sont mis au point au fil des années, mais celui-ci a l'air intéressant.

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il y a 10 minutes, Kirth a dit :

en ESPRESSO notamment, si je comprends bien.

 

Oui, bien sûr, et aussi JWST, Ariel, Plato, Cheops, Tess, Gaia...

 

Et les ELT dans 10 ans...

 

S

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Oui, et ça fait mal au cul !

Pffffffff !!!!!!!!

La vérité Super, c'est que t'as toujours envie qu'on soye uniques dans "l'Univers-putin-qu'il-est-grand-mais-à-peine-assez-pour-nous"

Pas seulement "nous", les humains, mais la vie, notre planète, notre système, notre position miraculeuse dans la Galaxie, et patin-couffin...

P'têt ben qu'oui, mais p'têt ben qu'non...

Avec un échantillon de 1/?, on n'est pas dans la science, mais dans la conviction métaphysique, pour ne pas dire dans la merde.

Mais là n'est même pas la question, en l'occurrence.

Simplement, je ne suis toujours pas convaincu par tes arguments d'autorité qu'il n'existe pas des biais observationnels (ceux qu'évoquent Kirth précisément) encore aujourd'hui ; c'est même tout à fait certain qu'ils existent, n'est-ce pas, comment pourrait-il en être autrement avec le peu de recul temporel et les limites de détectivité qui sont encore les nôtres actuellement ?

Ou alors tu me démontres factuellement en quoi ils n'existent pas, ou déjà plus. Maintenant. Pas avec les moyens que nous aurons dans un an ou dans 10...

Tu peux continuer de le nier si on traîne à se doter d'un regard plus perçant (on a le même âge, donc ça peut durer encore un moment avec un peu de bol ;)) mais il faudra beaucoup plus que quelques milliers de - majoritairement grosses - planètes à courtes périodes orbitant près de leur étoile, pour démontrer avec certitude que les autres n'existent pas.

Qu'on ne les voit pas n'implique pas qu'elles soient rarissimes ; et qu'on soit incapable de les imaginer parce qu'elles ne collent pas aux modèles à la mode, ne signifie pas qu'on ait tout compris de comment ça fonctionne, les planètes autour des étoiles.

Un peu d'humilité.

L'histoire des sciences est jonchée de modèles qui sont partis à la poubelle suite à des observations plus pointues !

La science est un cimetière de certitudes des générations précédentes...

Dois-je te rappeler - à toi - l'historique des modèles en vigueur, au fil du temps, sur la formation des planètes et des systèmes planétaires ?

C'est une science juvénile : il y a seulement 20 ans on doutait encore qu'il existe même des systèmes planétaires autour d'une majorité d'autres étoiles... Une version encore plus radicale : du tout ou rien !

Si la dernière théorie de formation planétaire est celle dont les simulations permettent le mieux de justifier ce qu'on observe à ce stade, permet-moi de douter fortement que ce soit la définitive, ou approchant.

Statistiquement, t'as déjà perdu, car ce qui se découvre actuellement de nouveau - outre le lot désormais habituel de gros machins surchauffés tournant à toute vitesse autour de leur étoile - est de plus en plus petit, de plus en plus loin, lent, subtil, et de fait de plus en plus douteux et difficile à confirmer.

Ce qui ne démontre rien d'autre que nos moyens observationnels encore insuffisants, nous cachant ce qui est plus loin, moins massif, nécessitant plus de temps et/ou de précision pour être détecté.

Ah certes : en terme de masse ça compte pour du beurre. Mais pas pour ce qui nous intéresse ici.

Soit la Terre est littéralement extraordinaire, soit pas.

Ce que je pense personnellement, c'est qu'on n'en sait encore rien.

En tout cas beaucoup moins que ce que tu affirmes à défaut de preuve du contraire.

Si on était déjà en mesure de détecter tout ce qui est petit et mignon, ok, je m'inclinerais.

Avec mes plus plates excuses d'avoir eu l'outrecuidance de penser autrement depuis 10 ans ou plus, et de le penser encore malgré nos progrès, que je juge pour ma part encore insuffisants pour trancher dans un sens ou dans l'autre.

Mais pour l'instant, on ne détecterai pas une foutue terre sur des centaines de milliers par transit !

Tu le sais très bien, autant que moi !

Rappelle-moi combien d'heures dure le transit de la Terre devant le Soleil, vu depuis Tatouine ?

Et il y en a 1/ an, c'est ça ?

Et il faut être sur le plan de l'écliptique à +/- 15 arcminutes pour l'observer, c'est ça ?

Donc de tête comme ça, à la grosse louche, il faut observer pendant un an (3 ans mini pour confirmer) 500 000 à 600 000 étoiles de type solaire, chacune dotée d'une terre à 1UA de son étoile, pour espérer en détecter avec certitude une seule par transit ? On l'a fait, ça ? Dis-moi franchement et sans tourner autour du pot ? On a ratissé si large à ce stade ???

Et dans le même temps - toujours dans l'hypothèse qu'il en existe une par étoile solaire - on va détecter combien de neptunes orbitant à 0,1UA de son soleil ?

Tu le vois le biais observationnel, là ?

Bien sûr tu vas me dire, 80% ou plus des étoiles sont des naines rouges, etc.

Et alors ? On ne vit pas autour d'une naine rouge !

Maintenant les vitesses radiales, je développe, ou je te laisse nous expliquer comment on détecte une terre par cette autre méthode avec une meilleure détectivité, une meilleure précision, ou sur un plus large échantillon statistique ?

T'arrêtes de prendre les gens automatiquement pour des buses parce qu'ils ne sont pas automatiquement de ton avis ?

Ou tu fais l'effort de vulgariser ton savoir avec des arguments un peu plus circonstanciés ? (d'accord, il faut présupposer que tes interlocuteurs méritent cet effort de pédagogie :) alors c'est pas gagné !)

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Je crois qu'il subsiste un vieux malentendu entre nous Serge - qui date sûrement d'une bonne quinzaine d'années à bien y réfléchir (j'avais un pseudo autrefois sur Astrosurf ;))

Je parle depuis toujours d'un biais observationnel, pas d'arguments théoriques sur ce qui semble plus ou moins plausible d'après les modèles de formation et d'évolution planétaires, toute la tambouille de simulations et d'interprétations théoriques qui tente d'expliquer au mieux les observations accumulées à un instant T, et représentent le fameux "état de l'art" du moment, qui t'est si cher ;)

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Alain, au hasard, comme ça, Kepler, c'est 150 000 étoiles en 6 ans. 

 

Plus le nombre de planètes connues s’accroît, plus la singularité du système solaire devient patente, on pourrait s'attendre à l'inverse, eh ben nan. C'est pas moi qui le dit, c'est pas des fantasmes, c'est un fait. Un fait observationnel, quoi.

 

S

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Oui.

Je sais cela évidemment.

C'est juste un fait observationnel là où on en est maintenant.

Je suis en train de te parler de 4x plus d'étoiles en 6x moins de temps, et pour des systèmes genre Soleil/Terre plutôt, puisque c'est de ça qu'on causait précédemment...

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Sur combien d'étoiles Kepler passe au moins un an d'observations en cumul, ce serait plutôt ça ma question ?

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Si Kepler surveille 150 000 étoiles du genre de la nôtre 24h/24 durant 4 ans, il a une chance d'observer 1 planète du genre de la nôtre... ça fait pas gras, non ?

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On en saura plus dans les toutes prochaines années, de toute façon, entre JWST qui a obtenu du temps garanti pour trouver de l'eau liquide sur les exoplanètes Trappist, maintenant que Proxima b est un poil moins à la mode ;-) et la palanquée de planètes qu'on va trouver par ailleurs.

 

Je note juste, toujours en passant, le changement de langage des exobiologistes. Avant, ils voulaient, en gros, trouver des "Terre bis". Maintenant, ils avancent, sûrement avec raison, que la vie peut apparaître à peu près dans n'importe quelles conditions, par exemple sur toutes les planètes qu'on trouve, justement, comme celles qui sont lockées gravitationnellement autour de naines rouges sans UV et au souffle mortel. Ces "planètes habitables" ;-) font d'ailleurs, je sais pas pourquoi, l'objet de pas mal de papiers de plus en plus, comment dire... prudents ? Circonspects ?

 

Ca me rappelle un peu, je sais pas pourquoi, la planète Mars, sur laquelle on cherchait de la végétation, puis de la mousse, puis des bactéries, et que, les observations étant ce qu'elles sont, on cherche maintenant dessous, et dessous Encelade, dessous Titan, dessous Europe, bref là où on ne peut pas l'observer :-)

 

Stay tuned 

;-)

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il y a 6 minutes, Alain MOREAU a dit :

Si Kepler surveille 150 000 étoiles du genre de la nôtre 24h/24 durant 4 ans, il a une chance d'observer 1 planète du genre de la nôtre... ça fait pas gras, non ?

 

Tu es sûr ? Les transits, à cette distance de la Terre (plusieurs milliers d'années-lumière, en gros, pour le champ de Kepler) c'est pas 1/100 ?

 

S

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:D

Oui, je suis bien ta logique, et sur ce plan je suis bien d'accord :)

(faut aussi comprendre les exobiologistes : c'est leur fond de commerce, quand même ;))

Mais là on cause juste de petites planètes à distance plus respectable de leur étoile, disons plus conformes aux ordres de grandeur qu'on trouve dans le système solaire.

Et il faut bien avouer que pour le moment, côté observations de ce genre de profils, on se trouve encore fort démunis...

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1/100 toutes tailles de planètes confondues, peut-être oui (si on prend pour repère justement un système genre ce qu'on connaît déjà)

Mais si tu ne cherches que des planètes de taille terrestre plus ou moins à 1UA de leur étoile, c'est beaucoup moins : nous, vu d'1/4° de l'écliptique on ne transite pas devant le Soleil...

Et même si on passe idéalement au centre pour un observateur lointain situé pile sur l'écliptique, notre transit ne dure qu'une douzaine d'heures au maximum, une fois par an : donc notre probabilité de détection ne doit guère excéder 1/720^2/an à la louche...

C'est pas gras je trouve !

Me gourre-je ?

Edited by Alain MOREAU
Faute

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Il me semble que l'équipe Kepler s'attendait à découvrir une cinquantaine de "Terre" à 1 UA, je vais demander aux pros, je me trompe peut-être...................

 

S

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Pour info, le satellite KEPLER a abandonné sa mission d'origine au bout de 4 ans (2009-2013) à cause de ses maudites roues à réaction HS

Juste au moment où les candidates les plus intéressantes commençaient à apparaitre dans les données...

Il y a d'ailleurs plusieurs de ces potentielles planètes qui restent à valider...

Mais elles sont loin ; Désormais les astronomes recherchent des cibles beaucoup plus proches à portée de canon des futurs ELT et autres télescopes spatiaux

Par exemple KOI 7923.01 fait 97% le rayon de la Terre et tourne en 395 jours autour d'une étoile qui fait 87% le rayon du soleil

 

00ll.JPG

Edited by jackbauer 2

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il y a une heure, Alain MOREAU a dit :

Et même si on passe idéalement au centre pour un observateur lointain situé pile sur l'écliptique, notre transit ne dure qu'une douzaine d'heures au maximum, une fois par an : donc notre probabilité de détection ne doit guère excéder 1/720^2/an à la louche...

 

Je viens de vérifier, statistiquement, à la distance de Kepler, l'alignement d'une Terre à 1 ua, c'est 0.3 % de chance, et 0.4 % pour Vénus. Sur 150 000, si je ne m'abuse, ça fait quand même 500 candidates...

 

S

Edited by Superfulgur
Correction du texte

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Allez, je viens de faire le calcul mieux qu'à la louche pour en avoir le coeur net, j'ai mal évalué : si on considère même les transits rasants en bord du limbe de la photosphère (peu exploitables en pratique), la Terre a statistiquement au mieux une chance sur 230 000 (durant maximum treize heures par an donc) de se trouver devant son étoile, vue depuis un point quelconque de la voûte céleste lors d'un pointage occasionnel...

Evidemment, si on pointe le Soleil non-stop pendant 1 an et qu'on se trouve à moins de 16' d'arc de l'écliptique, on verra forcément transiter la Terre à un moment ou un autre.

La probabilité réelle de détection est bien sûr proportionnelle au nombre et au temps de surveillance des étoiles cibles.

Kepler a donc contourné le problème en surveillant un champ fixe sur le ciel, sensé être représentatif d'une population galactique "propice".

Sur l'échantillon surveillé - environ 145 000 - combien d'étoiles solaires ? Quelqu'un sait sans rechercher dans les publications ?

Toujours est-il que de 3,5 ans au départ, l'objectif de durée de mission est passé à 7 ans car il fallait accumuler plus de données que prévu pour confirmer les détections.

Je suis d'accord que les statistiques actuelles dégagent plusieurs grandes familles d'exoplanètes facilement détectables dans lesquelles les planètes de notre système solaire n'entrent pas.

Mais il faut bien reconnaître aussi que d'un côté nos planètes telluriques sont petites, avec des périodes de 3 mois à 2 ans terrestres, ce qui nécessite pas mal de temps pour les détecter sans ambiguité par transit (tout en les rendant difficilement détectables par vitesses radiales), tandis que nos géantes gazeuses ont des périodes qui nécessitent une longue durée d'observation pour les confirmer : si les mêmes profils se retrouvent dans d'autres systèmes planétaires, ils seront de toute façon plus longs à mettre en évidence ; nous avons mangé notre pain blanc.

Ça fait quand même réfléchir à la probabilité que nous détections des planètes similaires à la nôtre (taille angulaire rapportée à celle de leur étoile & période de révolution) seulement au bout de quelques années d'observations.

Même sur un échantillon aussi important que celui de Kepler.

Edited by Alain MOREAU
précisions

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Des planètes telluriques semblables à la Terre  autour des autres étoiles est une chose commune dans notre galaxie. Maintenant, notre planète est unique, comme pour les êtres vivant., car Il y aura toujours une différence de masse, de densité, de composition géologique ou atmosphérique, avec ou sans océan, une différence de temps de rotation ou la présence de 2, 3 ou 4 soleils. On peut trouver des planètes ressemblantes, mais la Terre gardera toujours sa particularité ;)

 

3_Terre.jpg.7fae9d7dd776cb3d327a9adcc278a477.jpg

Edited by capt flam

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Yes capt flam, oeuf corse 9_9

 

Serge, jai re-vérifié la détectivité réelle de Kepler (et dormi un peu ;)) avant de répondre, car de mémoire je n'étais plus sûr.

Un article de S&T m'est revenu, qui expliquait pourquoi sa détectivité était moins bonne qu'attendue, malgré un bon fonctionnement de l'instrument durant sa durée de vie effective, nominale.

Le voici (en anglais, sorry) : http://www.skyandtelescope.com/astronomy-news/keplers-dilemma-notenough-time/

Ok, c'est de la vulgarisation, donc ça ne vaut pas mieux que Ciel & Espace ou Science & Vie ;) mais c'est facile à lire et ça dit l'essentiel.

Je n'ai pas vérifié ses sources mais elles sont citées, donc avec un peu plus d'efforts c'est facile d'aller y boire. Perso j'ai confiance : on voit que c'est documenté.

Bien que datant de 2011, il n'y a rien eu de fondamental de découvert depuis la publication de cet article.

On a juste augmenté le nombre, mais pas radicalement modifié le profil des détections depuis.

Pour résumer, c'est à cause du rapport s/b moins élevé que prévu, en raison de la variabilité photométrique stellaire intrinsèque, double des prévisions, que Kepler détecte beaucoup moins de petites planètes qu'escomptées :

 

Kepler-_stellar_noise.jpg.b292254f598a33cb42efad25242c7e03.jpg

In February 2011, Kepler scientists announced that the spacecraft had identified more than 1,200 candidate planets.

But the fraction of Earth-size worlds was far below theorists' expectations.

NASA / Kepler / Wendy Stenzel

 

On estime ainsi à seulement 2,7 σ un évènement individuel, contre 4 σ attendus...

Il s'ensuit qu'il faut observer beaucoup plus de transits que prévu pour confirmer une détection :

 

Kepler_candidate_time_needed.jpg.42ea46fb7da63b5c0591b2885c2c16d2.jpg

If stars were no "noisier" than the Sun, then Kepler should take less than 6 months to identify an Earth-size world circling a solar-type star in a 10-day-long orbit

— and less than 4 years to spot one in a 300-day-long orbit.

But stars are noisier than the Sun, so more time is needed to make such detections.

D. Koch & others / SPIE

 

On voit sur ce graphique du rendement espéré initialement du télescope, que même la Terre serait déjà à l'extrême limite, voire au-delà de sa détectivité nominale en 4 ans d'observations, sans compter la variabilité supérieure observée dans les faits (et un bruit instrumental un peu supérieur aussi).

 

En pratique je persiste et signe : même Kepler n'avait que très peu de chances de détecter avec certitude des planètes "terrestres" sur une orbite d'un an terrestre autour de leur étoile.

Les astronomes de la mission évaluent qu'il aurait fallu observer ce champ au moins 2x plus longtemps pour en avoir le coeur net, soit 7 à 8 ans minimum, si aucun problème technique n'avait altéré ses performances et empêché sa prolongation efficace.

J'en conclus donc à posteriori que cette mission n'avait aucun moyen d'atteindre ses objectifs (détection de planètes terrestres autour d'étoiles solaires, à la base) dans le temps imparti au départ.

 

Le tableau proposé par Jack au-dessus est parlant à ce titre : il montre bien que plus on avance, plus on détecte statistiquement des petites planètes orbitant loin de leur étoile (à l'exception notable des 2 premières, dont la taille, la luminosité et/ou le bruit intrinsèque plus faible de leur soleil, leur ont permis de sortir plus vite du bruit)

Toutefois, à l'exception là aussi, de deux d'entre-elles seulement dans chaque cas, il s'agit pour la plupart d'étoiles plus petites et/ou plus froides que le Soleil : des naines rouge-orange en majorité.

On reste donc, encore à l'heure actuelle, en deçà du seuil de détectivité "confortable" requis pour obtenir une statistique fiable des populations exoplanétaires de petite taille ou éloignées de leur étoile, navré.

Je ne parle même pas des vitesses radiales, qui ne jouent pas dans la même cour en termes de détectivité.

 

A.

Edited by Alain MOREAU
insertion laborieuse des figures
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Alain, les statistiques exoplanétaires ne sont pas fondées sur la détection ou pas par Kepler, c'est un peu plus subtil que ça. Entre en compte les détection par lentille, entre en compte la dynamique intrinsèque des systèmes, comme les systèmes à "migration" où les "terres" ont disparues, etc.

 

Bref, one more time and once again, les statistiques actuelles donnent une diversité inouïe des systèmes, avec une majorité de "super terres", qui n'existent pas dans notre propre système, une rareté des systèmes comme le nôtre avec Jupiter et Saturne, etc. Sean Raymond a calculé que notre étoile, avec Jupiter (seulement ce simple couple !!!) est rare - moins de 1/1000 e de mémoire - et il ne prend pas en compte les autres éléments, Saturne, le grand Tack, spécificité de la Terre, avec sa Lune énorme, son champ magnétique, sa tectonique.

 

C'est pour cela que les exobiologistes ont changé de discours, comme j'ai dit plus haut, on ne cherche plus de Terre 2.0 au motif que des Soleil 2.0, il y en a dix milliards dans la Galaxie : maintenant, on cherche des nimportekoi 2.0, parce que à peu près tout est "habitable"  ;-) et probablement habité, comme il se doit :-)

 

De toute façon, on est d'accord, l'observation, dans les années à venir, donnera son verdict.

S

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On trouve même ce type de tableau grotesque, avec des dimensions et aspects farfelus :D:

 

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