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Doppler Effet Doppler - Fizeau Fizeau. Leffet Doppler.

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1 Doppler Effet Doppler - Fizeau Fizeau

2 Leffet Doppler

3 Leffet Doppler sur les spectres des étoiles

4 La méthode des vitesses radiales

5 Découverte de la première planète extra-solaire en Novembre 1995 autour de létoile 51 Peg

6 Télescope de 1,93m de lObservatoire de Haute Provence

7 51 Peg b Précision de lordre de 30 km/h Spectrographe Elodie Michel Mayor et Didier Queloz

8 Variations périodiques des Vitesses Radiales de 51 Peg

9 Le spectre de 51 Peg

10 Une étonnante planète…. Une très grande surprise lors de la découverte de la première planète extra-solaire 51 Peg b fut sa période, de 4.2 jours.

11 Une étonnante planète…. 3ème loi de Képler : « Le carré de la période de révolution dune planète est proportionnel au cube du demi grand-axe de son orbite. » Ce qui signifie que, si lon connaît la période dune planète, on peut connaître sa distance à létoile. Or, une période de 4,2 jours implique une distance à létoile de : 0,052 Unité Astronomique, soit une distance environ 20 fois plus petite que la distance Terre-Soleil

12 Képler

13 Une étonnante planète…. La masse de la planète 51 Peg b est égale à M Jupiter. Ce qui signifie quil sagit dune planète géante. Or, les scénarios de formation que nous connaissions impliquaient que les planètes géantes ne peuvent se former que très loin de leur étoile. Cest une des plus grosses surprises que nous a apportées la découverte de 51 Peg b.

14 Evolution des d é couvertes depuis la premi è re plan è te extra-solaire 1995 Walker et al. : programme de 21 rien 1995 Mayor et al. : programme de Peg Marcy et Butler: programme de nouvelles planètes Avril 1999 :20 planètes And : système de 3 planètes Novembre 1999 :premier transit photométrique Septembre 2004 : première planète découverte par imagerie Mars 2005 : deux "anti-transits" observés

15 septembre 2008 Ensemble des catalogues :309 plan è tes Dont essentiellement Exoplan è tes d é tect é es par vitesses radiales: 249 syst è mes plan é taires 292 Plan è tes 29 syst è mes plan é taires multiples

16 Et aussi : Exoplan è tes d é tect é es par transit : 52 Plan è tes Exoplan è tes d é tect é es par microlentille : 7 Plan è tes Exoplan è tes d é tect é es par imagerie : 5 Plan è tes Exoplan è tes d é tect é es par chronom é trage : 3 syst è mes plan é taires 5 Plan è tes 1 syst è me plan é taire multiple

17 Etudes actuelles Le nombre de plan è tes extra-solaires connues est suffisant pour nous permettre d en d é gager les propri é t é s g é n é rales. Certaines de ces propri é t é s g é n é rales sont tout- à -fait inattendues, elles posent de nombreuses questions et nous obligent parfois à revoir les connaissances acquises auparavant. Nous pouvons d é j à dire que nous n avons pas encore trouv é de syst è me plan é taire ayant les mêmes propri é t é s que notre syst è me solaire.

18 Ce quon connaissait : Jusquen 1995, un seul exemple connu : le Système Solaire. Cest à dire une étoile « froide », avec un système planétaire composé de -4 petites planètes rocheuses proches du Soleil, et donc avec de courte périodes. -4 grosses planètes gazeuses, plus loin du Soleil et aussi : -La Ceinture des Astéroïdes entre Mars et Jupiter -La Ceinture de Kuiper : objets transneptuniens -et les comètes……

19

20 Représentation dun transit planétaire

21 Ce que nous apprennent les transits Les transits représentent un outil très puissant pour la connaissance de la planète On peut déterminer : -La période orbitale de la planète et donc sa distance à létoile -Le rayon de la planète et donc sa taille -Sa masse (si on connaît la vitesse radiale) -Lalbedo (pouvoir réfléchissant) -La trajectoire Avec létude spectroscopique des transits : -le sens de rotation de létoile par rapport à la trajectoire de la planète -La composition de latmosphère de la planète, et dautres caractéristiques physiques.

22 Les premiers transits observés dune exoplanète : HD b

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24 Un transit de la même étoile vu par Hubble

25 HD b Les observations spectroscopiques des transits par le télescope spatial Hubble ont permis la détection de latmosphère de la planète : raies du sodium, de lhydrogène, de loxygène, et du carbone Linterprétation de certaines observations donne lieu à contestation : la planète dégaze-t-elle ? ou est-ce un phénomène lié au vent solaire ? La planète rayonnant plus que létoile dans linfrarouge, on a pu observer lantitransit » quand la planète passe derrière létoile.

26 Repr é sentation d une plan è te qui « d é gaze »

27 Ou est-ce li é au vent stellaire ? Les protons du vent stellaire capturent des é lectrons de l atmosph è re de la plan è te pour former de l hydrog è ne atomique qui va constituer une enveloppe

28 Transit HD

29 Le transit secondaire d HD

30 Le satellite Corot Le CNES a lancé un satellite qui détecte et observe : -les pulsations des étoiles -Les transits de nouvelles planètes extrasolaires.

31 Le satellite CoRoT

32 Le lancement de CoRoT

33 La première exoplanète découverte par le satellite Corot : CoRoT-Exo-1b

34 Zones dhabitabilité

35 Mais nous avons vu que les planètes qui sont actuellement détectables sont presque toutes des planètes très massives, donc semblables à des Jupiters, donc gazeuses, donc inhabitables. Bien sûr, on recherche des planètes beaucoup plus semblables à notre Terre. Nous espérons que les prochains satellites permettront de telles détections. Et il faudra pouvoir « voir » les planètes, ce qui nest pas possible actuellement. Et comment détecterons-nous la Vie sur de tels objets ????

36 La Terre « vue » depuis lObservatoire Européen Austral au Chili Matin Soir


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