Des étoiles aux planètes : le challenge COROT

1. Des étoiles aux planètes : le challengeCOROT

2. Des étoiles aux planètes : le challengeCOROT Lionel Bigot Thierry Corbard Merième Chadid Eric Chapellier François Fressin Slobodan Jankov Aurélien Garnier Pierre Morel Jean-Pierre Sareyan Fréderic Thévenin Jean-Claude Valtier Gabrielle Berthomieu (CoI) Tristan Guillot (CoI, représentant CS) Philippe Mathias (CoI) Janine Provost (CoI) Thierry Toutain (CoI)

3. La mission scientifique Vue générale Expérience de photométrie stellaire de très grande précision, basée sur des sessions d’observation de longue durée Deux programmes scientifiques, menés simultanément sur des régions adjacentes du cielSismologie stellaire Recherche d’exoplanètes

4. La mission scientifique Principe Détecter des variations relatives au cours du temps du flux lumineux stellaire (sur le disque de l'étoile) Les données COROT sont des courbes de lumière Modes d’oscillation (une centaine) Activité magnétique (irrégulière) Transits planétaires

5. Coeur nucléaire Zone radiative Zone convective Tachocline Sismologie stellaire Etude des processus hydrodynamiques internes • analyse en fréquence des modes d’oscillation (pression, gravité)entre 0.1 et 10 mHz (entre 1 min et 3 heures) • demande une précision photométrique relative de 10-6 en lumière blanche

6. Sismologie stellaire Etude des processus hydrodynamiques internes • analyse en fréquence des modes d’oscillation (pression, gravité)entre 0.1 et 10 mHz (entre 1 min et 3 heures) • demande une précision photométrique relative de 10-6 en lumière blanche

7. Sismologie stellaire Etude des processus hydrodynamiques internes • analyse en fréquence des modes d’oscillation (pression, gravité)entre 0.1 et 10 mHz (entre 1 min et 3 heures) • demande une précision photométrique relative de 10-6 en lumière blanche (Observations du Soleil par MDI)

8. Paramètres accessibles Contenu en Hélium et rayon du coeur, limites des zones convectives, profil de rotation interne… Sismologie stellaire Etude des processus hydrodynamiques internes • analyse en fréquence des modes d’oscillation (pression, gravité)entre 0.1 et 10 mHz (entre 1 min et 3 heures) • demande une précision photométrique relative de 10-6 en lumière blanche

9. F/F ≈10 hrs 100 ppm t(hrs) Recherche d'exoplanètes • détection par la méthode des transits • précision photométrique relative de quelques 10-4 jusqu’à mv=15.5 • analyse chromatique du signal à l’aide d’un prisme (3 couleurs) Probabilité = Rpl/a ~ 1% en moyenne DF/F= (Rpl/Rstar)2 Terre : 10-4 , Jupiter : 10-2 Durée du transit = P 2Rstar/2a  a1/2 Rstar Exemple Terre à 1 u.a

10. Les étoiles cibles Sismologie Sessions longues (150 jours) • analyse spectrale fine • séquence principale A, F, G • cibles: analogues solaires,  Scuti,  Dor,  Cep…

11. Les étoiles cibles Sismologie Sessions longues (150 jours) • analyse spectrale fine • séquence principale A, F, G • cibles: analogues solaires,  Scuti,  Dor,  Cep… Sessions courtes (20 jours) • statistiques sur l’excitation des modes dans le diagramme HR • nombreuses familles d'étoiles : A peculiar,sous-naines B, Be…

12. Les étoiles cibles Sismologie Sessions longues (150 jours) • analyse spectrale fine • séquence principale A, F, G • cibles: analogues solaires,  Scuti,  Dor,  Cep… Sessions courtes (20 jours) • statistiques sur l’excitation des modes dans le diagramme HR • nombreuses familles d'étoiles : A peculiar,sous-naines B, Be… Recherche d'exoplanètes • naines rouges • types spectraux F à M

13. L’instrument COROT radiateur Camera Objectif Mirror M2 Baffle externe Mirroir M1 Viseur d’étoile

14. Les cibles dans le plan focal 1.3 ° cible secondaire (m=9) * étoiles faibles (11-16) • * * • • * cible principale (m=6) (total max. 12000 cibles) * * échantillonage 1 s échantillonage 15 min * • * • * * champ de vue du télescope champ sismologique champ exoplanétaire très défocalisé focalisé + bi-prisme

15. Les cibles dans le plan focal 1.3 ° cible secondaire (m=9) * étoiles faibles (11-16) • * * • • * cible principale (m=6) (total max. 12000 cibles) * * échantillonage 1 s échantillonage 15 min * • * • * * champ de vue du télescope champ sismologique champ exoplanétaire très défocalisé focalisé + bi-prisme

16. Hiver : ligne de visée à 6 h 50 Soleil à 90° de l'axe de visée : basculement du satellite Eté : ligne de visée à 18 h 50 Orbite et domaine de vol Paramètres orbitaux de référence • a = 7274 km (altitude =896 km) • e = 1.27.10-3 • i = 90 degrés • W = 12.5 degrés (J2000) Propriétés • Torb= 6174 sec (1 h 43 min) • Heure locale : - 4 min / jour Orbite basse polaire inertielle Pour conserver une direction d'observation fixe pendant 6 mois sans être ébloui par le Soleil ni masqué par la Terre

18. Le banc optique

19. Le telescope

20. Contributions à COROT-sismo • Préparation de la mission: caractérisation sismique des cibles potentielles, analogues solaires, roAp

21. Contributions à COROT-sismo • Préparation de la mission: caractérisation sismique des cibles potentielles, analogues solaires, roAp • Préparation de l’exploitation: interprétation des fréquences en termes de structure de l’étoile, signature de différents processus physiques

22. Contributions à COROT-sismo • Préparation de la mission: caractérisation sismique des cibles potentielles, analogues solaires, roAp • Préparation de l’exploitation: interprétation des fréquences en termes de structure de l’étoile, signature de différents processus physiques • Méthode: organisation d’exercices Hare&Hounds

23. delta scuti gamma dor Contributions à COROT-sismo • Campagne systématique des champs COROT par spectroscopie & photométrie • Focalisation sur les étoiles de type g Doradus

24. Contributions à COROT-sismo • Campagne systématique des champs COROT par spectroscopie & photométrie • Focalisation sur les étoiles de type g Doradus • Détermination des paramètres fondamentaux; fréquence, modes de pulsation

25. position (théorique) de la zone convective pour apparition du phénomène gamma doradus Contributions à COROT-sismo • Campagne systématique des champs COROT par spectroscopie & photométrie • Focalisation sur les étoiles de type g Doradus • Détermination des paramètres fondamentaux; fréquence, modes de pulsation • Interactions pulsation/ convection: proposition d’un programme additionnel

26. Contributions à COROT-exo • Prédiction théoriques: rayons des exoplanètes

27. Contributions à COROT-exo • Prédiction théoriques: rayons des exoplanètes • Préparation du suivi: combinaison transits/vitesses-radiales

28. Contributions à COROT-exo • Prédiction théoriques: rayons des exoplanètes • Préparation du suivi: combinaison transits/vitesses-radiales • Mesure des albédos: estimations voie exoplanète et proposition d’un programme additionnel

29. Contributions à COROT-exo • Prédiction théoriques: rayons des exoplanètes • Préparation du suivi: combinaison transits/vitesses-radiales • Mesure des albédos: estimations voie exoplanète et proposition d’un programme additionnel • COROTlux: un simulateur des courbes de lumière COROT

30. Quelques étapes à retenir • Eté 2005: appel à propositions pour le programme additionnel • Sélection de « Guest Investigators » • Juin 2006: COROTWeek 10 à Nice? • Juillet 2006: Lancement de COROT • Fusée Soyouz/Baïkonour

31. …Rendez-vous en 2006!