planètes d’ailleurs la diversité des autres mondes

1. planètes d’ailleursla diversité des autres mondes Claire Moutou 15 mai 2012

2. des planètes autour du soleil 4 planètes telluriques 4 planètes géantes une étoile calme, simple

3. des planètes autour des autres soleils? 3

4. 4 fréquence des planètes?

5. des planètes autour de tous types d’étoiles? 5

6. Vie et évolution des étoiles Soleil: H → He Soleil: He → C, O Etoiles massives: tous les atomes plus lourds! jusqu’au Fer, dans le coeur des étoiles massives au delà, lors de l’explosion des Supernovae 6

8. variété des systèmes?

9. planètes habitables? 9

10. la formation • les exoplanètes connues en 2012 • la «zone habitable» • les méthodes d’observation • quelques exemples • les prochaines étapes • la recherche d’autres vies

11. présence d’un disque de poussière et de gaz autour d’étoiles en formation 11

12. Éléments volatiles évaporés • Poussières, silicates • Planètes peu massives • Présence de glace d’eau • Accrétion de gaz sur cœur solide • Planètes géantes ➙ ➙ 12

13. les découvertes s’accélèrent! 13

14. masse de la planète (Jupiter) mai 2012 800 exoplanètes période de l’orbite (jours)

15. il y a surtout des planètes de petite masse

16. la plupart des planètes ont une orbite qui s’éloigne du cercle

17. la zone habitable 700 exoplanètes masse planète (masse Terre) 10000 1000 100 10 1 1.0 10 100 1000 10000 période de l’orbite (jours)

18. océan vaporisé océan gelé une Zone Habitable autour de chaque étoile? là où l’eau est liquide pendant des milliards d’années... Terre: -18°C sans atmosphère +15°C avec atmosphère

19. étoile plus chaude: plus loin étoile plus froide: plus près

20. +10°C à +1270°C ! -146°C à -2°C !

22. méthodes: comparatif 1milliard de fois + brillant 1000 fois + massif 100 fois + étendu • imagerie directe vitesses radiales transits (luminosité) (masse) (rayon)

23. d HR 8799 Keck/NIRC2+Gemini/NIRI

24. imagerie directe: des planètes massives, éloignées 12 millions d’années seulement 8 AU 8 Mjup Contraste=1000 Separation=0.4’’ VLT NACO 26

25. 100 fois + étendu transits proba = R*/a Texte

26. 1000 fois + massif

27. ~ 250 planètes à transit rayon de la planète inclinaison du système période précise masse réelle de la planète excentricité de l’orbite + > >

28. masse+rayon ➙ densité, noyau/atmosphère densité 1.2 g/cm3 0.6 1.6 5.5 «super-terres»

29. CoRoT 7b 1.6 RT / 5 MT => densité terrestre période = 20h T (jour) =2500K et T (nuit) = 60K un océan de lave de 45 km?

30. Kepler-11 Mars 2011 un système à ... 6 planètes en transit! beaucoup plus aplati et compact que le système solaire! 32

31. Kepler-16 38 jours 230 jours

32. Planètes telluriques dans la zone habitable de leur étoile... 2011: HD 85512 bplanète > 3.6 Mterre Période = 58 joursTequilibre = ~ 25°C

33. décembre 2011

34. sonder l’atmosphère pendant le transit primaire Knutson et al., 2007 (ApJ)

35. Mai 2012 • 763 planètes connues, 94 systèmes multiples • 5-80%? des étoiles ont des planètes • caractéristiques très variées • Aucune planète équivalente à la Terre n’a été découverte encore... mais on s’en approche! 38

36. prochaines étapes planètes telluriques P>30j comprendre les étoiles... vue globale des systèmes composition atmosphérique 39

37. à long terme: rechercher les biosignatures

38. mais qu’est ce que c’est que la vie? 41

39. mais qu’est ce que c’est que la vie? • un système chimique auto-entretenu qui évolue (erreurs de réplication) • La vie est un phénomène caractérisant l'état dynamique ou latent d'unités complexes auto-organisées et homéostatiques de la matière (organismes vivants), possédant éventuellement une capacité de duplication et d'évolution. 42

40. exobiologie • astronomie: chercher où la vie peut apparaître, zone habitable, étoiles, planètes et lunes • géologie: continents/océans, évolution, tectonique, volcanisme: rôle pour la vie? • chimie: mélanger des molécules simples et complexifier • biologie: revenir à une forme de vie «minimale», du vivant actuel à la cellule simple 43

41. la Terre: conditions particulières? • unique étoile • distance au Soleil • masse suffisante (atmosphère) • tectonique des plaques • présence de Jupiter • présence de la Lune • ?

42. la vie sur les satellites? SysSol: 4 planètes telluriques, >7 satellites de grande taille orbites stables (marées) planète géante dans la ZH (déjà ~100 connues)

43. SOLEIL Notre galaxie 100 milliards d’étoiles 1% comparables au soleil 1 milliard 5% avec planètes 50 millions 6% dans la zone habitable 3 millions 2% telluriques? 60 000 ??? % développement de vie 1 – 60 000

44. quelques notions à retenir... • des planètes sont fréquentes autour des étoiles, surtout les petites planètes • on les caractérise par leurs masses, rayons, densités, orbites, (composition, satellites) • il existe des planètes très différentes de celles du système solaire • premier critère d’habitabilité: eau liquide • les étoiles, planètes, atmosphères, ... sont tous faits des mêmes atomes, créés dans les étoiles 47

45. et des questions ouvertes... • quelle est la fréquence des planètes comme la Terre? • les compositions des planètes sont elles très variées? • quelle est l’origine des planètes excentriques? • combien de planètes sont elles habitables? • est il fréquent que la vie apparaisse sur ces planètes? • est il fréquent qu’elle puisse se développer et évoluer pendant des milliards d’années?