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2028 : premier satellite dédié à l’atmosphère des planètes

Jean-Philippe Beaulieu, astrophysicien sélectionné en mars 2018 pour son projet de satellite ARIEL a accepté de nous rencontrer pour nous parler en détail de ses recherches. Retour sur le parcours d’un chasseur de planètes.

 

Vos premières recherches ont porté sur la vitesse d’expansion de l’Univers. En quoi consistent-elles ? 

J’étais en fin de thèse et un ami, Dimitar Sasselov, aujourd’hui professeur à Harvard, en post-doc à l’époque, est venu me voir et m’a dit : « Avec tes données, on pourrait vérifier s’il n’y a pas telle erreur qui est faite quand on essaie de mesurer la vitesse d’expansion de l’Univers ».

On a bossé ensemble et on s’est rendu compte que les scientifiques qui travaillaient sur ce sujet en effet se trompaient. C’était en 1995. Lorsqu’on corrigeait cette erreur, certains qui trouvaient une certaine mesure devaient la diminuer, d’autres devaient l’augmenter et à la fin, on mettait tout le monde en accord. Cette unité pour mesurer cette vitesse d’expansion de l’Univers, avant nos travaux, certains l’évaluaient à 80 Km/seconde sur 3 millions d’années, d’autres à 50. Nous, on a démontré qu’ils faisaient une erreur en utilisant les céphéides et en corrigeant leur erreur, on mettait tout le monde à 70 Km/s. On a publié en 1997 ces résultats, ce qui m’a donné un Prix de l’Académie des sciences et un poste au CNRS. C’était un très grand coup scientifique. Maintenant, la valeur admise de vitesse de l’expansion de l’univers, c’est 67 Km/s.

 

 

Que sont les céphéides ?

C’est mon mentor, Robert Buchler, qui m’a appris la physique de ces étoiles variables afin d’arriver à faire des modèles numériques. Ce sont des étoiles variables pulsantes, c’est à dire que leur luminosité varie au cours du temps. Quand on voit une céphéide et que son niveau de luminosité est sur une période par exemple de 3 ou 10 jours, cela nous permet du coup de calculer sa distance. On les utilise pour mesurer les distances dans l’Univers, du voisinage du soleil jusqu’à des distances colossales. Sur la vitesse d’expansion de l’Univers, les chercheurs n’étaient pas d’accord, mais le piège était là. Les céphéides quand elles sont dans des galaxies différentes, peuvent avoir des propriétés différentes, ce qui modifie les distances. 

 

D’où vous est venue l’idée de travailler sur les exoplanètes ?

Pendant ma thèse, on cherchait la matière noire par effet de lentilles gravitationnelles d’où ma découverte sur la vitesse de l’expansion de l’Univers. Et là, je me suis dit pourquoi ne pas trouver des planètes par l’effet de lentilles gravitationnelles. En 1995, d’autres personnes avaient eu la même idée (c’était dans l’air du temps) et avaient créé une équipe « Planet » que j’ai intégrée en 1996 comme post-doc. On pensait à l’époque que c’était facile et ce n’était pas si facile que ça. J’ai eu mon poste en France et j’ai pris ensuite la tête de l’équipe, qui est devenue de plus en plus puissante. On a chopé notre première planète en 2005. Il a quand même fallu du temps pour y arriver.

 

Que sont les lentilles gravitationnelles ?

Si une masse passe devant une étoile, les rayons lumineux sont défléchis. Cette masse déforme l’espace, courbe la trajectoire des rayons lumineux. Lorsque cette masse passe devant une étoile lointaine, on va ainsi recevoir plus de lumière. Le flux de l’étoile qui est derrière est amplifié, on appelle ça une lentille gravitationnelle. C’est une astuce que l’on utilise pour aller chercher des planètes. On regarde les étoiles et quand une petite étoile passe devant, elle amplifie la lumière de l’étoile qui est derrière. Le mieux que l’on ait atteint, cela a été une amplification de 3000 fois le flux. Nous avons ainsi le moyen de voir des planètes en surveillant ces effets de lentilles. 

 

Combien d‘années de recherche avez-vous mis pour trouver la planète OGLE (Hoth) ?

De 1996 à 2005, il nous a fallu 9 ans pour trouver cette super terre froide de 5 fois la masse de la Terre. C’est la première planète tellurique découverte en dehors de notre système solaire. Il y fait -220° à la surface et elle est située à 26 000 année/lumière de la terre. On a aussi découvert en 2012 que chaque étoile du ciel a au moins une planète. 

 

En quoi consiste le projet ARIEL sur lequel vous travaillez actuellement ? 

C’est un télescope spatial. On a appris juste en mars 2018 que nous avons été sélectionnés. Il y a 15 pays qui participent, chacun réalisant une partie. La fusée serait une fusée Ariane, la plateforme (les panneaux solaires, éléments de stabilisation du satellite) ce serait Airbus à Toulouse. Un télescope sera fabriqué en Italie, le spectrographe (instrument de mesure, pour disperser la lumière) sera fait en France, à Paris mais aussi à Bordeaux. Pour que le télescope ne soit pas perturbé par le soleil, il faut des boucliers thermiques qui seront faits au Danemark. Il faut également un frigo pour refroidir la caméra et l’appareil photo à -230° pendant 5 ans sans utiliser trop d’énergie. On met le satellite à 1 million de km de la terre avec des boucliers thermiques, de gros radiateurs pour extraire de la chaleur et on ajoute ces frigos. Les Irlandais vont fabriquer aussi des morceaux d’optique, les Tchèques vont contribuer à la mise au point des programmes. L’idée est que tout le monde puisse participer et d’arriver à tout coordonner. Le projet est mené par les Anglais ; la France et mon équipe est n°2. On va observer 1000 planètes pendant 4 ans et au niveau scientifique, il va y avoir énormément de choses scientifiques qui vont en sortir.  Avec l’idée d’ouvrir les données à tout le monde. 

 

En quoi ce satellite serait novateur ?

Ce sera le premier satellite dédié à l’atmosphère de planètes, ce ne sera pas un satellite polyvalent. On veut la meilleure machine possible pour travailler sur les atmosphères de planète, avec une puissance inégalée. On espère pouvoir le lancer en 2028. 

 

Comment les scientifiques ont-ils réussi à prouver que l’Univers est infini ?

Ah ça ! On ne sait pas. Mais on est certain que l’Univers est très très grand, c’est gigantesque. L’Univers a eu un commencement, il est en expansion et quel va être son destin après, on ne sait pas. A l’échelle humaine, nous, on est un petit éclat, un petit moment, un petit claquement de doigt dans l’histoire de l’Univers. 

 

Si l’Univers grandit, il grandit dans quoi ?

L’Univers est plutôt comme un échiquier qui s’étend. Il faut imaginer un échiquier élastique qui s’étire. Sa dimension s’agrandit, mais il y a toujours le même nombre de cases. Il est plus en train de se déformer. Quand on s’approche du moment du Big-Bang, nous, scientifiques, on arrive aux confins de ce qu’on peut pour l’instant comprendre et appréhender. On est un peu coincé.

 

Alexia NAZAIRE, Lisa  GUILCHER, Mattias BERNARD, Kyllian CASTILLO, Guéroc MANTAUX en 3e au collège de Cadaujac.