| Exemple historique de la découverte de la première exoplanète par la méthode des vitesses radiales: |
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| L'exoplanète
51 Pegasi b a été découverte en 1995 par les astronomes suisses Michel
MAYOR et Didier QUELOZ grâce à la mesure de la vitesse radiale de
l'étoile 51 Pegasi ( dans la constellation de Pégase) |
| par spectroscopie à l'observatoire de Haute Provence. |
| La
courbe de variation de vitesse radiale qu'ils ont obtenue aprés de trés
nombreuses acquistions de spectres de l'étoile 51 Pegasi est la
suivante: |
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| La période de cette courbe vaut 4,23 jours qui représentent la durée de révolution de l'exoplanète 51 Pegasi b autour de son étoile. |
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| Cette
méthode de la vitesse radiale permet aussi d'avoir une estimation de la
masse de l'exoplanète mais nous ne rentrerons pas dans les détails... |
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| A
titre d'anecdote, il était prévu avec Monsieur Fiolet, parrain de
l'atelier, d'utiliser les spectres de 51 Pegasi acquis en 1995 à l'OHP
pour les exploiter à la façon de Mayor et Queloz et montrer ainsi aux
élèves |
| comment on pouvait découvrir la présence d'une exoplanète. |
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| Avant tout cela, il y avait beaucoup de prérequis à satisfaire: |
| - comprendre ce qu'est un spectre d'étoile et comment l'acquérir. |
| - aborder l'effet Doppler et le comprendre |
| - exploiter le spectre pour en déduire la vitesse radiale de l'étoile grâce à l'effet Doppler |
| - aborder le principe de la détection des exoplanètes par la méthode de mesure de la variation de la vitesse radiale |
| - en fin, appliquer tout cela aux spectres de 51 Pegasi. |
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| Beaucoup
d'étapes à franchir et pas toujours évidentes à saisir pour des élèves
de 3ème, 4ème et 5ème. Je les félicite d'ailleurs pour leur courage et
leur motivation. |
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| Moi
même, je me suis attelé à cet exercice du traitement de 14 spectres de
51 Pegasi ( transmis par Mr Fiolet) acquis sur une durée de 5 jours à
peu prés. |
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| La méthode appliquée est celle exposée dans les nombreuses pages précédentes: |
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| Si
on essaie de déterminer la vitesse radiale à partir d'une ou deux raies
spectrales et ce sur les 14 spectres, cela fait beaucoup de travail et
donne des résultats trés décevants. |
| En
fait, il faut faire ce travail sur le plus grand nombre possible de
raies , de préférence ayant une forme bien régulière, et toujours sur les 14 spectres. |
| Pour obtenir un résultat à peu prés "potable", il a fallu que je traite 13 raies spectrales sur 14 spectres. |
| Les résultats sont stockés dans ce fichier Excel. |
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| Les
valeurs de vitesses radiales ont été traitées ensuite avec le célèbre
logiciel REGRESSI qui permet de faire des modélisation à partir de
données, la courbe obtenue pour la variation de vitesse radiale est |
| à peu prés sinusoidale. |
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| La période de révolution trouvée par cette modélisation sinusoidale est de 4,93 jours +/- 0.64 jour: on n'est pas trés loin des 4,23 jours trouvés par Mayor et Queloz. |
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| L'exercice étant exténuant, chronophage et répétitif, j'ai épargné ce calvaire aux élèves... |
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| Pour aborder la détection des exoplanètes par la méthode des vitesses radiales, vous pouvez lire ce document présenté aux portes ouvertes du collège en même temps que l'observation du soleil au télescope. |