À l'aide de leur télescope d'arrière-cour, aujourd'hui? Non; cependant, cette image de trois exoplanètes ne nécessitait que 1,5 mètre (diamètre; 60 pouces) d'un miroir de télescope, pas beaucoup plus grand que la plus grande portée d'arrière-cour.
Ces exoplanètes en orbite autour de l'étoile HR 8799, et ont été imagées directement avant, par l'un des télescopes Keck de 10 mètres (33 pieds) et l'observatoire Gemini North de 8,0 mètres (26 pieds), tous deux sur Mauna Kea à Hawaï ; ils sont parmi les premiers à avoir été ainsi imagés, comme l'a rapporté Space Magazine en novembre 2008 Première image d'un autre système solaire multi-planètes.
Alors, comment Gene Serabyn et ses collègues ont-ils réussi à prendre l'image ci-dessus, en utilisant seulement une partie de 1,5 mètre de diamètre (4,9 pieds) du célèbre miroir du télescope Hale de Palomar 200 pouces (5,1 mètres)?
Ils l'ont fait en travaillant dans le proche infrarouge et en combinant deux techniques - l'optique adaptative et un coronographe - pour minimiser l'éblouissement de l'étoile et révéler la faible lueur des planètes beaucoup plus faibles.
"Notre technique pourrait être utilisée sur des télescopes terrestres plus grands pour imager des planètes qui sont beaucoup plus proches de leurs étoiles, ou elle pourrait être utilisée sur de petits télescopes spatiaux pour trouver des mondes semblables à la Terre possibles près d'étoiles brillantes", a déclaré Gene Serabyn, qui est astrophysicien au JPL et associé invité en physique au California Institute of Technology à Pasadena.
Les trois planètes, appelées HR8799b, c et d, seraient des géantes gazeuses similaires à Jupiter, mais plus massives. Ils gravitent autour de leur étoile hôte à environ 24, 38 et 68 fois la distance entre notre Terre et le Soleil, respectivement (Jupiter réside à environ cinq fois la distance Terre-Soleil). Il est possible que des mondes rocheux comme la Terre tournent plus près de l'homestar des planètes, mais avec la technologie actuelle, ils seraient impossibles à voir sous l'éclat de l'étoile.
L'étoile HR 8799 est un peu plus massive que notre soleil, et beaucoup plus jeune, à environ 60 millions d'années, contre environ 4,6 milliards d'années. Il se trouve à 120 années-lumière dans la constellation de Pégase. Le système planétaire de cette étoile est toujours actif, les corps s’écrasant ensemble et poussant la poussière, comme l’a récemment détecté le télescope spatial Spitzer de la NASA. Comme une tarte fraîchement sortie du four, les planètes sont encore chaudes de leur formation et émettent suffisamment de rayonnement infrarouge pour que les télescopes puissent les détecter.
Pour prendre une photo des planètes du HR 8799, Serabyn et ses collègues ont d'abord utilisé une méthode appelée optique adaptative pour réduire la quantité de flou atmosphérique ou pour supprimer le "scintillement" de l'étoile. Pour ces observations, la technique a été optimisée en n'utilisant qu'une petite fraction du télescope. Une fois le scintillement supprimé, la lumière de l'étoile elle-même a été bloquée à l'aide du coronographe de l'équipe, un instrument qui masque sélectivement l'étoile. Un nouveau «coronographe vortex», inventé par le membre de l'équipe Dimitri Mawet du JPL, a été utilisé pour cette étape. Le résultat final était une image montrant la lumière de trois planètes.
Alors que l’optique adaptative n’est utilisée que sur quelques télescopes d’amateurs (et un type relativement simple à ce sujet), la technologie deviendra probablement largement accessible aux amateurs dans les prochaines années. Cependant, les coronographes vortex peuvent prendre un peu plus de temps.
"L'astuce consiste à supprimer la lumière des étoiles sans supprimer la lumière de la planète", a déclaré Serabyn.
La technique peut être utilisée pour imaginer l'espace situé à quelques secondes d'arc d'une étoile. C'est aussi proche de l'étoile que celle obtenue par Gemini et Keck - des télescopes qui sont environ cinq et sept fois plus grands, respectivement.
Garder les télescopes petits est essentiel pour les missions spatiales. "C'est le genre de technologie qui pourrait nous permettre d'imaginer d'autres Terres", a déclaré Wesley Traub, scientifique en chef du programme d'exploration des exoplanètes de la NASA au JPL. "Nous sommes sur le point d'obtenir une image d'un autre point bleu pâle dans l'espace."
Sources: JPL, Nature, Astrophysics Journal (la préimpression est arXiv: 0912.2287)
