NIGHT – Un nouvel instrument pour détecter l’hélium dans l’atmosphère des exoplanètes
Le projet NIGHT (Near-Infrared Gatherer of Helium Transits) est un instrument construit au Département d’astronomie de l’Université de Genève par des membres du PRN PlanetS. Il permettra d’étudier l’atmosphère proche infrarouge des exoplanètes lors de leur transit. L’hélium absorbe en effet une fine bande de couleurs infrarouges, ce qui permet aux astronomes de le détecter. En août, l’instrument a été installé avec succès à l’Observatoire de Haute-Provence, en France.
L’hélium est le deuxième élément le plus abondant de l’Univers et le deuxième plus léger, après l’hydrogène. De ce fait, les étoiles et les planètes géantes gazeuses comme Jupiter ou Saturne dans notre système solaire en contiennent de grandes quantités. Les astronomes cherchent depuis longtemps à détecter cet atome dans l’atmosphère des exoplanètes, mais n’y sont parvenus que depuis 2018. L’hélium s’échappant des exoplanètes offre un moyen d’étudier l’évolution des atmosphères des géantes gazeuses chaudes. Le développement de NIGHT, un instrument dédié à la détection de l’hélium, permettra de caractériser un grand nombre de ces exoplanètes.
Certaines d’entre elles, notamment celles proches de leur étoile, perdent une partie de leur atmosphère en raison d’un fort rayonnement. Ce processus, appelé échappement atmosphérique, est important pour comprendre l’évolution des planètes au fil du temps. NIGHT est un petit spectrographe spécialisé (un outil qui décompose la lumière en ses couleurs) qui analyse une « empreinte » particulière de l’hélium gazeux dans le proche infrarouge. En suivant les signaux d’hélium lors des transits planétaires (lorsqu’une planète passe devant son étoile), NIGHT peut révéler comment les atmosphères se dilatent et s’échappent dans l’espace. Contrairement aux télescopes spatiaux, NIGHT peut fonctionner depuis le sol, est relativement peu coûteux et utilise principalement des composants standard. Il a été monté sur un petit télescope (152 cm de diamètre), ce qui facilite la planification d’observations à long terme de nombreuses planètes. Des simulations montrent que NIGHT peut détecter des signaux d’hélium sur plus de 100 exoplanètes connues, et même suivre l’évolution de ces signaux au fil du temps. Cela aidera les scientifiques à comprendre pourquoi certains types de planètes, comme les « Neptunes chaudes », sont rares, probablement parce qu’elles perdent leur atmosphère.
Les planètes géantes gazeuses proches de leur étoile peuvent subir un échappement de leur atmosphère en raison de la forte irradiation de l’étoile. Dans certaines circonstances, l’hélium s’échappant de l’atmosphère peut former une longue traînée ressemblant à celle d’une comète.
Credits : Theo Phildius
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