bruno beckert

Le projet SPHERE

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Un communiqué de l'ESO où sont impliqués le nec plus ultra des instruments en service : SPHERE, GRAVITY (VLT), ALMA

 

https://www.eso.org/public/france/news/eso2014/?lang

 

De nouvelles observations révèlent un disque protoplanétaire déchiré par ses trois étoiles centrales

 

Notre Système Solaire est remarquablement plat, l'ensemble des planètes orbitant dans le même plan. Ceci n'est toutefois pas toujours le cas, notamment des disques protoplanétaires situés en périphérie d'étoiles multiples, tel l'objet de cette nouvelle étude : GW Orionis. Ce système, situé à quelque 1300 années-lumière de la Terre dans la constellation d'Orion, est composé de trois étoiles et d'un disque périphérique déformé, déchiré.

“Nos images révèlent le cas extrême d'un disque tout sauf plat, déformé et déchiré comme en témoigne la découverte d'un anneau incliné originaire du disque” souligne Stefan Klaus, professeur d'astrophysique à l'université d'Exeter au Royaume Uni, auteur principal de l'étude publiée ce jour au sein de la revue Science. L'anneau incliné se situe à l'intérieur du disque, non loin des trois étoiles.

En outre, ce nouveau travail de recherche révèle que l'anneau interne se compose de poussière à hauteur de 30 masses terrestres, ce qui devrait suffire à former de nouvelles planètes. “Toute planète formée au sein de l'anneau incliné sera caractérisée par une orbite fortement inclinée autour de l'étoile. Nous estimons être en mesure de découvrir à l'avenir de nombreuses planètes decrivant des orbites obliques, très éloignées, dans le cadre de campagnes d'imagerie planétaire, menées au moyen notamment de l'ELT”, l'Extremely Large Telescope de l'ESO qui entrera en fonction à la fin de cette décennie, précise Alexander Kreplin de l'université d'Exeter, par ailleurs membre de l'équipe. Puisque plus de la moitié des étoiles peuplant notre ciel sont nées avec un ou plusieurs compagnons, un nouveau champ d'investigation s'ouvre à nous : une population encore inconnue d'exoplanètes pourrait orbiter autour d'étoiles sur des trajectoires particulièrement inclinées et distantes.

Pour parvenir à ces conclusions, l'équipe a observé GW Orionis durant plus de 11 ans. Dès 2008, ils utilisèrent les instruments AMBER puis GRAVITY installés sur l'Interférometre du VLT de l'ESO au Chili, qui combine la lumière  en provenance des différents télescopes composant le VLT, afin d'étudier la danse gravitationnelle des trois étoiles du système et de cartographier leurs orbites. '“Il nous est apparu que les trois étoiles n'orbitent pas dans le même plan, et que leurs orbites ne sont alignées, ni les unes par rapport aux autres, ni avec le disque”, précise Alison Young des Universités de Leicester et d'Exeter, par ailleurs membre de l'équipe.

L'équipe a également observé le système au moyen de l'instrument SPHERE installé sur le VLT de l'ESO et du réseau ALMA dont l'ESO est partenaire, dans le but d'imager l'anneau interne et de confirmer son inclinaison. L'instrument SPHERE de l'ESO leur a également permis d'apercevoir, pour la toute première fois, l'ombre que projette cet anneau sur le reste du disque. Ils en ont déduit la forme tridimensionnelle de l'anneau et du disque dans son ensemble.

L'équipe internationale, composée de chercheurs du Royaume-Uni, de Belgique, du Chili, de France et des États-Unis, a ensuite combiné ses observations exhaustives à des simulations numériques afin de  comprendre ce qui était arrivé au système. Pour la toute première fois, ils furent en mesure d'établir un lien étroit entre les inclinaisons observées et l'effet théorique du déchirement de disque, suggérant ainsi que les attractions gravitationnelles conflictuelles exercées par les étoiles du système sur différents plans sont capables de déformer et de déchirer leurs disques.

Leurs simulations ont montré que l'inclinaison des orbites des trois étoiles pouvait causer la brisure, en anneaux distincts, du disque qui les entoure, confirmant ainsi les données d'observation. La forme constatée de l'anneau interne est également en accord avec les résultats des simulations numériques portant sur la brisure de l'anneau.

Il est intéressant de noter qu'une autre équipe ayant étudié le même système au moyen d'ALMA a introduit une variable supplémentaire dans son équation permettant de résoudre le système. “Nous pensons que la présence d'une planète entre les anneaux est requise pour comprendre les raisons du déchirement de l'anneau” précise Jiaqing Bi de l'université de Victoria au Canada, auteur principal d'une étude de GW Orionis publiée au sein des Astrophysical Journal Letters du mois de mai dernier. Son équipe a identifié trois anneaux de poussière dans les données d'ALMA, le plus extérieur d'entre eux étant le plus plus grand jamais observé au sein de disques protoplanetaires.

De futures observations menées au moyen de l'ELT de l'ESO et d'autres télescopes devraient aider les astronomes à mieux comprendre la nature de GW Orionis et à découvrir l'existence de jeunes planètes en formation autour de ses trois étoiles.

 

 

 

l'image SPHERE (panneau de droite) a permis aux astronomes de voir, pour la première fois, l'ombre que cet anneau projette sur le reste du disque. Cela les a aidés à comprendre la forme 3D de l'anneau et du disque dans son ensemble. Le panneau de gauche montre une impression artistique de la région intérieure du disque, y compris la bague, qui est basée sur la forme 3D reconstruite par l'équipe :

 

 

GW Orionis.jpg

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Le 18/12/2019 à 02:25, BobMarsian a dit :

A noter qu'autour de ce dernier astéroïde (31) Euphrosyne, l'instrument SPHERE/ZIMPOL du VLT a permis de repérer un satellite plus faible de 8 magnitudes (===> D ~ 6 km), orbitant en 1,2 jours à 677 km de distance (demi-grand axe).
Il s'agit de second astéroïde numéroté après (22) Calliope (et avant (41) Daphné) autour duquel une lune a été découverte ...

 

Réf.   CBET 4627  (17 mai 2019),  Pierre Vernazza (LAM) et al.  
https://pdssbn.astro.umd.edu/cbet/2019/4627.html

 

Pas d'imagerie SPHERE d'Euphrosyne encore publiée, mais une présentation a été faite lors du dernier congrès EPSC-DPS en septembre :
"Extreme AO Observations of 31 (Euphrosyne) and NIR Spectroscopy of the Euphrosyne Family."

 Bin Yang (ESO) et al.
https://meetingorganizer.copernicus.org/EPSC-DPS2019/EPSC-DPS2019-1011-1.pdf

 

===> + article & imagerie :

 

"Binary asteroid (31) Euphrosyne: Ice-rich and nearly spherical"
Bin Yang (ESO) et al.
https://arxiv.org/abs/2007.08059 (16/07/2020) ---> Astronomy & Astrophysics

 

L'association hyper performante VLT/SPHERE/SIMPOL poursuit ses publications côté imagerie d'astéroïdes de la ceinture principale avec (31) Euphrosyne qui fait partie du top 10 de la catégorie en terme de taille.
De type Cb (carboné, limite type B), circulant sur orbite inclinée (26°) dans la zone externe de la ceinture à 3,16 UA en moyenne du Soleil.
Euphrosyne représente aussi le plus important membre d'une famille d'astéroïdes portant son nom et constituée d'environ 2000 objets d'origine collisionnelle.

 

L'ensemble des données d'imagerie permettent de lui attribuer :
 - un diamètre (de la sphère équiv.) = 268 ± 6 km  (a = 294 ± 6 km  x  b = 280 ± 10 km  x  c = 248 ± 6 km)
 - une densité = 1,665 ± 0,242 g/cm3 ---> la plus faible parmi tous les autres gros astéroïdes de type C qui ont été mesurés !
 - une période de rotation P = 5,5296 h
 - autrement, l'albédo pV = 0,045 ± 0,008 (Masiero et al., 2013)

 

Cerise sur le gâteau, SPHERE a permis de repérer un satellite (S/2019 (31) 1) estimé à 4 km (± 1) de diamètre, évoluant sur orbite équatoriale circulaire distante de 672 ± 35 km et de période = 1,209 ± 0,003 jours ...

 

(31)Euphrosyne_VLT-SPHERE-ZIMPOL_Yang_arXiv_2020_Fig.2_ASF.png.62c57ad036831edd6f8bf5171c0c8e02.png

 

(31)Euphrosyne_S-2019(31)1_VLT-SPHERE-ZIMPOL_Yang_arXiv_2020_Fig.4_ASF.png.5e9264475027e6b853d1b799dbe66704.png

 

PS :  Fig.2 et Fig.4 ---> versions tronquées du papier original.

Edited by BobMarsian
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Pour tous ceux qui veulent en voir un peu plus sur sphere Lo'bservatoire de Grenoble a regroupé différentes vidéos de l'instrument.

 

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