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F.Fressin, T.Guillot P.Assus, JP. Rivet, J.Gay, Y. Rabbia (OCA - Nice), A.Erikson, H.Rauer (DLR - Berlin), F.Pont (Obs. Genève), F.Bouchy, C. Moutou (OAMP.

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1 F.Fressin, T.Guillot P.Assus, JP. Rivet, J.Gay, Y. Rabbia (OCA - Nice), A.Erikson, H.Rauer (DLR - Berlin), F.Pont (Obs. Genève), F.Bouchy, C. Moutou (OAMP - Marseille), A.Léger (IAS - Orsay) A STEP A STEP Antarctica Search for Transiting Extrasolar Planets

2 Les planètes extrasolaires connues Les pégasides ou Jupiters chauds Périodes orbitales: 1 à 10 jours ! Environ 0.5% des étoiles de type solaire Probabilité de transit: ~10%

3 Le « transit » dune exo-planète Vue « de dessus »: Vue depuis la Terre: Observateur Étoile cible Exoplanète

4 La courbe de luminosité Luminosité Temps

5 Les transits: Pourquoi? Seule possibilité de mesurer le rayon dune exoplanète Combiné avec des mesures en vitesses radiales: Masse, densité, composition Capacité de détecter des objets petits Jupiter: 1%; Terre: 0.01% Mesure de leffet de phase atmosphérique mesure du rayon (photométrie) mesure de la masse (vitesses radiales)

6 Les planètes en transit 7 planètes en transit à ce jour –1 vitesse-radiale + suivi photométrique –5 OGLE –1 TrES Des périodes très courtes: –1 à 10 jours! Amplitude du signal: ~1% Masses & rayons: de lordre de celui de Jupiter

7 Vers les « petites » planètes… 3 planètes de type « Uranus » détectées –Méthode des vitesses radiales EtoileTypeMsini (M ) D (AU)P (jours) HD160691dG3IV-V CnC eG8V GJ 436 bM2.5V

8 Les transits de lespace NomCaractéristiquesNotes COROT27cm, orbite polaire, 2°x1° Lancement 2006 KeplerSchmidt, 95cm, 105° 2 Lancement 2007

9 Projets transits au sol

10 Un nouveau projet transit sol? Buts scientifiques: –Détecter ~1000 « Pégasides » dici 2012 –Détecter des « Uranus chauds », voire des planètes plus petites –Mesurer la courbe de lumière liée à la lumière réfléchie par la planète Conditions requises: –Bonne couverture en phase –Site présentant dexcellentes qualités photométriques –Projet pouvant donner des résultats rapidement –Nécessité de combiner avec mesures parallèles de vitesses radiales –Peu de fausses alertes

11 A STEP : Un télescope de 40 cm au Dôme C Objectif du projet + Préparation de laprès COROT + Qualification photométrique du site pour ce type détudes + Mise en évidence du gain en détectivité lié au Dôme C Particularités du projet + Phase 0 dun projet de détection massif + Possibilité de coordination avec dautres projets existants + Seul projet français de détection de transits depuis le sol Les problèmes actuels - Incertitudes liées à la logistique du Dôme C - Choix de la caméra - Besoin en ingénieurs/techniciens

12 Les équipes participant au projet Coordination du projet Comité scientifique Conception, tests de linstrument, qualification du télescope à basse température Automatisation du télescope, stockage et traitement des données. Recherche des transits dans les courbes de lumières, élimination des fausses détections. Simulations, sélections des champs Suivi par vitesses radiales des candidats avec HARPS Tristan Guillot (Cassiopée) François Fressin (Gemini) Tristan Guillot (Cassiopée) Jean Gay (Gemini) Frédéric Pont (Genève) Alain Léger (IAS) Heike Rauer (Berlin) Pierre Assus (Cassiopée) François Fressin (Gemini) Consultation Concordiastro (LUAN/OCA) Heike Rauer (Berlin) Anders Erikson (Berlin) François Bouchy (LAM - OHP) Alain Léger (IAS) François Fressin (Gemini) Frédéric Pont (Genève) Anders Erikson (Berlin) Heike Rauer (Berlin) Claire Moutou (LAM) Jean-Pierre Rivet (Cassiopée) Frédéric Pont (Genève) François Bouchy (LAM - OHP)

13 Les avantages du Dôme C Trois ans de travaux conduits par le LUAN pour la qualification du Dôme C : meilleur site au monde pour la photométrie de précision Tests en hiver austral en cours (LUAN) Nuit australe : couverture en phase exceptionnelle (observation en continu possible sur de longues durées)

14 Pourquoi observer en continu ? Une bonne couverture en phase est déterminante pour détecter la majorité des transits depuis le sol OGLE: transits découverts avec des périodes : très courtes : 1 jour environ (rare!) ou périodes stroboscopiques « Pégasides »: périodes autour de 3 jours, profondeur ~1% Probabilité de détection dun transit Avec OGLE Pour le même télescope avec une couverture en phase sans intermittence pendant 60 jours Courbe de probabilité de détection égale à 50 % pour une observation de 60 jours Pour un télescope de type A STEP au Chili Pour le même télescope au Dôme C

15 Dôme C / Espace - Fluctuations atmosphériques - La brillance du ciel dépend de : La hauteur du soleil sous lhorizon Déventuelles aurores australes De la phase de la Lune + Possibilité de stockage dune grande quantité de données + Coût réduit (transport, interventions) + Possibilité daméliorations ultérieures (filtres…) Centre galactique Soleil Lune Height on the sky May June July 2007

16 Le télescope A STEP -Télescope Newton de 40 cm Compromis pour la taille du champ -Monture Astrophysics 1200 Actuellement testée au Dôme C -Tube en fibre de carbone Léger et peu dilaté - Correcteur de Coma -Tests sur un jumeau non – « antarctisé » au plateau de Calern cet hiver > Bon compromis entre performances, coût et faisabilité

17 Financement du projet Demande à lINSU et au PNP 2005 : 20 K -> Missions, collaborations Caméra, électronique et outils dacquisition Informatique 2006 : 100 K -> Télescope, qualifications au froid, tests Missions, collaborations 2007 : 10 K -> Missions, collaborations Demandes de financement à nos partenaires européens (Allemagne, Suisse) -> hardware, réduction des données Demande à la région PACA -> pièces mécaniques (tube, araignée, supports) IPEV : financement de la logistique (transport, installation)

18 Points-clés du projet Conception et fabrication du télescope >J.Gay, F.Fressinindustriels:O&V, Airy CCD + Système de lecture2005 Transport et installation du télescope sur le sitefin 2006 >F.Fressin+?IPEV Conception de la chaîne de traitement des données2005 >A.Erikson, H.RauerBEST Automatisation du télescope/système de suivi2005 >BEST + ? Qualification du télescope basse température2006 >P.Assus, F.FressinO&V, consultation LUAN Recherche des transits dans les courbes de lumière >T.Guillot, F.Pont, H.Rauer, F.Fressinalgorithmes COROT Suivi des candidats en vitesse radiale >F.Pont-F.BouchyHARPS Test du télescope jumeauhiver 2005 >J.P.Rivet,J.Gay,F.Fressin,P.Assus industriels:0&V Optimisation de la recherche de transits >T.Guillot, F.Fressin, F.Pont, F.Bouchy

19 Possibilité dutiliser une CCD de réserve de COROT (demande en cours)

20 Le traitement des données Ré-utilisation possible dune grande partie de la chaîne de traitements de données du télescope BEST (Berlin Exoplanet Search Telescope)

21 Binaires à éclipses rasantes naines Msystèmes triples La discrimination des faux transits Suivi par vitesse radiale des candidats Avec linstrument HARPS Elimination des faux candidats Caractérisation masse - rayon des détections

22 Planning

23 Perspectives A STEP est un projet au potentiel élevé –Susceptible de détecter en une saison dobservation autant de transits que lensemble des autres programmes au sol jusquici en plusieurs années. –Test photométrique du Dôme C –Requis pour des programmes de transits futurs. Contexte du projet –Sujet dune demande à lINSU et au PNP –Le seul programme de détection de transits français en dehors de COROT –Maîtrise dœuvre de lOCA et collaborations européennes La nécessité de réaliser A STEP rapidement –Le Dôme C est reconnu par la communauté comme étant potentiellement le meilleur site au monde pour la détection photométrique. –La compétition pour la recherche de transits est intense. –Nous avons lopportunité dutiliser lexpérience acquise sur COROT, BEST, OGLE Vos contributions sont bienvenues !

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