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Un âge d’or pour les planétologues

Le PRN PlanetS en est à sa deuxième phase de quatre ans. 122 membres et associés se sont réunis fin janvier 2019 pour examiner leurs réalisations et discuter de nouveaux projets de recherche.

Les membres et associés de PlanetS se sont réunis à Beatenberg pour leur 5ème Assemblée Générale. (Photo Sylviane Blum)

Les programmes de recherche telles que PlanetS sont des projets temporaires. Le Fonds national suisse (FNS) finance les Pôles de recherche nationaux (PRN) pour une durée de quatre ans. Ensuite, après un examen approfondi auquel participent des experts internationaux, il décide si le programme est poursuivi et quel montant est alloué pour la phase suivante, une procédure qui met les scientifiques sous pression. Pas étonnant que le directeur de PlanetS, Willy Benz, ait été ravi d’apprendre à la mi-décembre 2019 que PlanetS était en mesure de continuer avec même un léger bonus jusqu’en 2022. “De toute évidence, le groupe d’experts internationaux et le FNS étaient satisfaits de nous”, a-t-il résumé lors de l’Assemblée générale de PlanetS fin janvier à Beatenberg.

Le grand événement 2018 pour les astronomes de PlanetS a été sans doute la performance d’ESPRESSO, le nouveau spectrographe à haute résolution développé par un consortium dirigé par l’Observatoire astronomique de l’Université de Genève et installé au Very Large Telescope VLT de l’ESO au Chili. Pour la première fois, la lumière des quatre télescopes de 8,2 mètres a été regroupée pour alimenter un seul instrument, ESPRESSO. Le VLT est ainsi devenu l’équivalent d’un télescope de 16 mètres de diamètre, de loin le plus grand télescope optique qui existe à l’heure actuelle. Combiner la lumière des quatre télescopes était quelque chose que l’ESO avait prévu dès le début de la construction de l’observatoire de Paranal pour de l’interférométrie, c’est cependant la première fois que la lumière était combinée au foyer incohérent d’un instrument du VLT.

La construction d’un autre nouvel instrument a été achevée en 2018 : CHEOPS, le « CHaracterising ExOPlanet Satellite»qui mesurera les rayons de planètes connues avec une grande précision, attend maintenant chez Airbus à Madrid pour être expédié à la base de lancement européenne de Kourou, en Guyane française. Le premier satellite de recherche dirigé conjointement par la Suisse et l’ESA devrait être lancé entre le 15 octobre et le 14 novembre 2019. “La construction a été achevée dans les limites du budget et nous sommes prêts à la première occasion de lancement en tant que passager secondaire “, a déclaré Willy Benz, chercheur principal de la mission (PI), “et les tests montrent que CHEOPS est conforme aux spécifications, du moins en laboratoire”. Pour la construction du satellite, aucun fonds du PRN n’a été utilisé, mais une plate-forme au sein de PlanetS assure l’organisation et le financement d’une exploitation scientifique de la mission à haute visibilité. “Lors de la prochaine Assemblée Générale, nous aurons les premières données, si tout se passe bien “, a déclaré Willy Benz.

Des météorites au machine learning

Afin d’optimiser les synergies entre les différents groupes de recherche et d’accroître la flexibilité de l’organisation, le conseil d’administration de PlanetS a décidé d’entamer la phase 2 en restructurant la recherche en trois domaines. Le premier s’intitule “les premiers stades de la formation planétaire”. Alors qu’un groupe de recherche étudie les données d’observation des disques formant des planètes autour de jeunes étoiles, un autre groupe crée des simulations 3D avec l’un des supercalculateurs les plus puissants du monde au CSCS de Lugano. En outre, les équipes de Zurich et de Berne étudient les chondrules, les principaux constituants des météorites primitives, et conçoivent de nouvelles expériences pour étudier l’instabilité de ruissellement qui est censée rassembler les petits solides, formant ainsi les premières composantes de la planète. “Notre objectif est d’explorer le premier million d’années de formation de la planète “, explique Lucio Mayer de l’Université de Zurich, représentant du domaine 1. En intégrant les différentes approches, les chercheurs de PlanetS espèrent mieux comprendre comment, au tout début, des particules de taille allant jusqu’à un mètre ont été formées, ce qui reste un mystère.

Le domaine 2 traite des “architecture, formation et évolution des systèmes planétaires”. “Nous sommes dans un âge d’or avec de nouveaux instruments au sol et dans l’espace “, a déclaré Stéphane Udry, codirecteur de PlanetS. Ces grands et précis outils permettent d’étudier la grande variété des planètes et des systèmes et de faire des prédictions sur leur structure interne en fonction de l’environnement pendant leur formation et leur évolution. En parallèle, les théoriciens de la branche étudient des sujets similaires à l’aide de modèles et de simulations par ordinateur. Pour traiter la grande quantité de données, les chercheurs développent des techniques statistiques avancées inspirées du « machine learning » et de la science du « big data ». Aussi importantes que soient ces études individuelles, le lien entre la théorie, les observations et le laboratoire reste un point central dans le cadre de PlanetS.

“Atmosphères, surfaces et intérieurs” sont les thèmes du domaine 3 (voir article de Pierre). Il comprend également la télédétection d’objets dans le système solaire. Actuellement, CaSSIS, le système d’imagerie de surface en couleur et stéréoscopique construit à l’Université de Berne, est en orbite et observe Mars à bord de l’ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO) de l’ESA. “Le PRN PlanetS a été d’un grand secours pour l’instrument CaSSIS”, a déclaré le chercheur principal Nicolas Thomas : “nous avons déjà des milliers d’images en stéréoscopie et avons eu beaucoup de publicité de l’ESA”.

Tous les projets du domaine 3 ne sont pas financés par PlanetS, certains ont reçu des subventions du Conseil européen de la recherche (ERC) ou sont financés par le FNS par le biais d’une chaire spéciale. Avec la nouvelle structure, il est plus facile d’inclure des groupes de recherche financés par l’extérieur, ce qui est important car le PRN prendra fin au plus tard en 2026, après trois phases. “Nous voulons transformer PlanetS en un Institut Suisse des Sciences Planétaires (SIPS) qui poursuivra ses activités au-delà du mandat du PRN “, explique Willy Benz. Cette transition ne sera pas facile, mais toutes les institutions participantes (Universités de Berne, de Genève, de Zurich et de l’EPFZ) ont convenu de se rencontrer et de discuter des moyens d’y parvenir.

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