Paris, 4 JUIN 2014

Le chasseur d'exoplanètes SPHERE livre ses premières images
Installé avec succès sur le Très Grand Télescope (VLT) de l'ESO, l'instrument européen SPHERE vient d'obtenir sa première lumière. Ce véritable chasseur d'exoplanètes permettra de détecter en imagerie directe des exoplanètes gazeuses et des disques de poussières autour d'étoiles proches du Soleil (jusqu'à 300 années lumière) avec une finesse et un contraste inégalés. SPHERE (Spectro-Polarimètre à Haut contraste dédié à la REcherche d'Exoplanètes) a été développé par un consortium européen [1] piloté par l'Institut de planétologie et astrophysique de Grenoble (IPAG, CNRS/Université Joseph Fourier) avec l'ONERA, le Laboratoire d'astrophysique de Marseille (CNRS/AMU), le Laboratoire d'études spatiales et d'instrumentation en astrophysique (Observatoire de Paris/CNRS/UPMC/Université Paris Diderot), le laboratoire Lagrange (Observatoire de la Côte d'Azur/CNRS/Université Nice-Sophia Antipolis) ainsi que des instituts allemands, italiens, suisses et néerlandais, en collaboration avec l'ESO (l'Observatoire européen austral). L'instrument sera mis à disposition de la communauté des astronomes en 2015.
Lors de ses premiers tests sur le ciel, SPHERE a pu valider ses différents modes d'observation et a réalisé des clichés sans précédents, témoins de sa formidable capacité à supprimer l'éclat de l'étoile brillante située au centre de l'image. Sous la houlette du responsable du projet Jean-Luc Beuzit, directeur de recherche CNRS à l'IPAG, les chercheurs ont notamment pu obtenir l'une des meilleures images acquises à ce jour de l'anneau de poussières autour de l'étoile HR 4796A ainsi que des images à très haute définition de Titan et de premiers exemples de détection de compagnons faibles autour d'étoiles proches. Ces toutes premières images permettent d'ores et déjà de valider les performances de l'instrument.

L'existence de plus d'un millier de planètes en orbite autour d'étoiles autres que le Soleil a déjà été confirmée. La plupart d'entre elles ont été découvertes en étudiant les variations de luminosité générées par le passage de planètes devant leurs étoiles hôtes (méthode des transits) et grâce à l'observation des mouvements de l'étoile résultant de l'existence de planètes en orbite (méthode des vitesses radiales). A ce jour, seules quelques planètes ont été détectées par imagerie directe de l'émission de la planète à côté de celle de son étoile hôte.

L'instrument SPHERE a pour principal objectif de détecter et de caractériser, au moyen de l'imagerie directe, des exoplanètes géantes en orbite autour d'étoiles proches du système solaire. Un challenge de taille puisque de telles planètes se situent à proximité immédiate de leurs étoiles hôtes et sont caractérisées par une luminosité très faible. SPHERE sera capable de détecter le signal d'une planète jusqu'à un million de fois plus faible que son étoile hôte, soit un gain de plus d'un ordre de grandeur par rapport à l'instrumentation existante. Sur une image normale, pourtant acquise dans les meilleures conditions, la lumière en provenance de l'étoile masque totalement la faible lueur issue de la planète. Toute la conception de SPHERE a donc reposé sur la nécessité d'obtenir le contraste le plus élevé possible dans l'environnement immédiat de l'étoile. Pour faire une analogie, grâce à SPHERE, on pourra observer, en étant à Paris, la lumière d'une bougie à 50 cm d'un phare situé à Marseille.

Associant un défi technologique à un défi scientifique, SPHERE est l'un des instruments d'observation astronomique depuis le sol les plus complexes jamais réalisés. Il est notamment composé d'un système d'optique adaptative extrême utilisant un miroir déformable comprenant plus de 1300 actionneurs qui corrigent plus de 1200 fois par seconde, à une échelle nanométrique, les effets de la turbulence atmosphérique. SPHERE comprend aussi des masques coronographiques pour bloquer la lumière de l'étoile centrale et trois modules de détection de la lumière mettant en œuvre des techniques d'imagerie, de spectroscopie et de polarimétrie différentielles, dans le visible et l'infrarouge proche. Le haut degré de performance de SPHERE s'explique par le développement, en amont, de ces nouvelles technologies notamment en optique adaptative, mais également en matière de détecteurs spécifiques et de composants coronographiques.

L'instrument SPHERE représente une aventure de plus de douze ans pour l'ensemble des laboratoires et organismes impliqués. Ce sont près de 120 chercheurs, ingénieurs et techniciens qui ont participé à divers niveaux au projet. SPHERE, c'est aussi un budget matériel de 10 M€, financé par l'ESO, le programme européen OPTICON et les agences nationales, dont 1M € pour le CNRS.

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Paris, 5 mars 2014

VLT : le puissant spectrographe MUSE reçoit sa toute première lumière et ouvre ses yeux sur l'Univers

Un nouvel instrument unique en son genre baptisé MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer) a été installé avec succès sur le Très Grand Télescope (VLT) de l'European Southern Observatory (ESO) à Paranal, installé en plein désert d'Atacama au nord du Chili. MUSE constitue l'un des quatre instruments de 2ème génération choisis par l'ESO (1) pour équiper le VLT (2), l'équipement phare de l'astronomie européenne de ce début de troisième millénaire. Ce spectrographe 3D à grand champ de vue va permettre grâce à ses performances exceptionnelles d'explorer l'Univers lointain. Il a été porté notamment par deux laboratoires de recherche français : le Centre de recherche astrophysique de Lyon (CNRS/Université Claude Bernard Lyon 1/ENS de Lyon), qui en est le pilote, et l'Institut de recherche en astrophysique et planétologie (CNRS/Université Toulouse III-Paul Sabatier). Au cours de sa « première lumière » (phase de tests) très concluante, MUSE a pu déjà observer des galaxies lointaines, des étoiles brillantes et bien d'autres objets célestes.
MUSE constitue un assemblage de composants optiques, mécaniques et électroniques de sept tonnes et une fantastique machine à remonter le temps destinée à sonder l'Univers primitif. Cet instrument unique en son genre est le fruit du travail acharné de nombreuses personnes durant plusieurs années sous la houlette du responsable du projet  Roland Bacon, directeur de recherche au CNRS au Centre de recherche astrophysique de Lyon. MUSE est le résultat de dix années de conception et de développement à l'échelle internationale (3). Il est notamment porté en France par deux laboratoires de recherche : le Centre de recherche astrophysique de Lyon (CNRS/ Université Claude Bernard Lyon 1/ ENS de Lyon) qui en est le pilote et l'Institut de recherche en astrophysique et planétologie (CNRS/Université Toulouse  III-Paul Sabatier). D'autres laboratoires français ont également contribué à la réussite de ce grand projet : l'Institut de planétologie et astrophysique de Grenoble (CNRS/Université Joseph Fourier), le Laboratoire d'astrophysique de Marseille (LAM) (CNRS/AMU), le Laboratoire d'astrophysique de Bordeaux (LAB) (CNRS/Université de Bordeaux), l'Observatoire de Nice-Côte d'Azur, le Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (CNRS/Université de Strasbourg) et le Gipsa-lab (CNRS/Grenoble-INP/Université Joseph Fourier/Université Stendhal).

MUSE va permettre de plonger au coeur des tous premiers instants de l'Univers afin de sonder les mécanismes de formation des galaxies, d'étudier les mouvements de la matière et les propriétés chimiques des galaxies proches. Parmi ses autres objectifs scientifiques figure l'étude des planètes et des satellites du Système Solaire, des propriétés des régions de formation stellaires dans la Voie Lactée ainsi que dans l'Univers lointain.

MUSE constitue un outil de découverte à la fois puissant et unique : il utilise ses 24 spectrographes pour séparer la lumière en ses différentes composantes couleur pour constituer à la fois des images et des spectres de régions spécifiques du ciel. Il crée ainsi des vues 3D de l'Univers (4). Grâce à MUSE, l'astronome peut se déplacer au sein du nuage de données acquises par l'instrument et ainsi étudier différentes vues de l'objet obtenues pour chaque longueur d'onde. MUSE associe le potentiel de découverte d'un dispositif d'imagerie avec les capacités de mesure d'un spectrographe, tout en bénéficiant de l'excellente qualité d'image qu'offre l'optique adaptative.

Après une période d'essai et de validation préliminaires en Europe au mois de septembre 2013, MUSE a été acheminé à l'Observatoire Paranal de l'ESO au Chili. Il a été réassemblé au camp de base puis transporté avec soin sur la plateforme du VLT et finalement installé sur la quatrième Unité Télescopique de l'Observatoire. MUSE sera bientôt suivi par l'instrument SPHERE, dernier né de la seconde génération d'instruments destinés à équiper le VLT.

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Paris, 2 février 2007

NARVAL : le premier observatoire du magnétisme des astres

NARVAL, un spectropolarimètre stellaire, vient d'être installé sur le Télescope Bernard Lyot de 2 mètres de diamètre (TBL : INSU-CNRS) au sommet du Pic du Midi. Comme ESPaDOnS, qui équipe le Télescope Canada-France-Hawaii (INSU-CNRS, NRC, Université d'Hawaii) et dont il est le frère jumeau, c'est un instrument astronomique spécialement conçu et optimisé pour étudier les champs magnétiques des astres, et en particulier leurs effets sur la vie des étoiles et des planètes qui les entourent. Grâce à NARVAL, le Télescope Bernard Lyot devient le premier observatoire au monde dédié à ces études. Et comme le Soleil se couche sur Hawaii quand il se lève sur les Pyrénées, NARVAL et ESPaDOnS, lorsqu'ils travaillent de concert, ne perdent plus une miette des secrets de la vie magnétique des étoiles !
"Les champs magnétiques sont des ingrédients essentiels dans la vie des étoiles. Ils sont à la fois traceurs de leur histoire et acteurs de leur évolution" explique Pascal Petit, astronome au Laboratoire d'Astrophysique de Toulouse-Tarbes (LATT : CNRS, Université Paul Sabatier, Observatoire Midi-Pyrénées) et responsable scientifique de NARVAL. "On pense par exemple que le champ magnétique du Soleil pourrait être à l'origine du petit âge glaciaire, cette période de froid intense qui s'est abattue sur l'Europe pendant le règne de Louis XIV. Plus spectaculaire encore: le champ magnétique est capable de perturber la naissance des étoiles, en modifiant la quantité de matière à partir de laquelle elles se forment. Mais aujourd'hui, relativement peu de choses sont connues au sujet de ces champs magnétiques - même celui du Soleil reste encore un mystère pour nous!" reconnaît Pascal Petit. "Grâce à NARVAL, nous disposons maintenant d'un télescope équipé d'un instrument dédié à l'étude des champs magnétiques des astres" déclare Michel Aurière du LATT, porteur du projet NARVAL. "Jusqu'à présent, ESPaDOnS n'était disponible qu'une petite fraction du temps, partageant les nuits au télescope Canada-France-Hawaii avec d'autres instruments également très sollicités. L'arrivée de NARVAL, frère jumeau d'ESPaDOnS, va permettre aux astronomes français et étrangers de mettre les bouchées doubles et de mener des projets beaucoup plus ambitieux qu'auparavant". "Les scientifiques de plusieurs pays ne s'y sont pas trompés, en prenant d'assaut le télescope dès son ouverture à la communauté!" confie David Mouillet, directeur du TBL jusqu'à fin 2006.
 
Pour démontrer la puissance et l'apport de NARVAL, SU Aurigae, une bébé-étoile située à environ 450 années-lumière du Soleil, a été scrutée en continu, à la fois par NARVAL et ESPaDOnS, dans le cadre d'une collaboration internationale impliquant le LATT, le Laboratoire d'Astrophysique de Grenoble, (CNRS/Université Joseph Fourier) et plusieurs laboratoires britanniques. "Agée seulement de quelques millions d'années, SU Aurigae est environ 1000 fois plus jeune que le Soleil" explique Jean-François Donati, directeur de recherche au CNRS et concepteur d'ESPaDOnS et de NARVAL. "A cet âge, une étoile n'est pas encore entièrement formée et continue d'attirer à elle la matière qui l'entoure. Une fois captée dans la « toile » magnétique, la matière est ensuite drainée vers l'étoile le long des lignes de champ, comme des perles le long d'un fil. Ces observations suggèrent que la « toile » magnétique de SU Aurigae est bien plus complexe qu'initialement prévu par les modèles de formation stellaire" révèle Jean-François Donati.

NARVAL est un projet mené par l'équipe technique du Télescope Bernard Lyot et par le Laboratoire d'Astrophysique de Toulouse-Tarbes; il a bénéficié de l'expertise scientifique et technique unique au monde que l'équipe de recherche toulousaine a accumulée dans le domaine de la spectropolarimétrie astronomique depuis maintenant une décennie. D'un coût total d'1 M € environ, NARVAL a été financé par la Région Midi-Pyrénées et le Ministère de la Recherche (dans le cadre du contrat de Plan Etat-Région), le Conseil général des Hautes Pyrénées, l'Union Européenne (crédits FEDER) et l'Institut National des Sciences de l'Univers (INSU) du CNRS.

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Paris, 15 janvier 2014

Les amas d'étoiles : nouveaux terrains d'investigation pour la quête des exoplanètes

Sur le millier d'exoplanètes découvert à ce jour, seul un tout petit nombre a été décelé au sein d'amas d'étoiles. Six années de recherches auront été nécessaires à une équipe européenne impliquant un chercheur CNRS du laboratoire Galaxies, Etoiles, Physique et Instrumentation – GEPI1 à l'Observatoire de Paris (Observatoire de Paris/CNRS/Université Paris Diderot) pour passer en revue un échantillon important d'étoiles au sein de l'amas Messier 67 et mettre au jour trois exoplanètes. Et, fait remarquable, l'une d'entre elles orbite autour d'une étoile quasi identique au Soleil. Ce résultat marque un tournant dans la recherche des exoplanètes, rendant leur quête possible de façon plus systématique dans les amas d'étoiles. Il laisse aussi entrevoir de nouveaux scénarios sur la formation et l'évolution de systèmes planétaires autour d'étoiles comme le Soleil. Ces travaux sont publiés le 15 janvier dans la revue Astronomy & Astrophycics.

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