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Des étoiles aux planètes : Des étoiles aux planètes : le le challengechallenge COROTCOROT
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Des étoiles aux planètes : Des étoiles aux planètes : le le challengechallenge COROTCOROT
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Gabrielle Berthomieu (CoI)Tristan Guillot (CoI, représentant CS)Philippe Mathias (CoI)Janine Provost (CoI)Thierry Toutain (CoI)
Lionel BigotThierry CorbardMerième ChadidEric ChapellierFrançois FressinSlobodan JankovAurélien GarnierPierre MorelJean-Pierre SareyanFréderic ThéveninJean-Claude Valtier
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 ciel
Sismologie stellaire
Recherche d’exoplanètes
La mission La mission scientifiquescientifique
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
La mission La mission scientifiquescientifique
Sismologie Sismologie stellairestellaire
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
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Coeur nucléaire
Zone radiative
Zone convective
Tachocline
Sismologie Sismologie stellairestellaire
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
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Sismologie Sismologie stellairestellaire
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
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(Observations du Soleil par MDI)
Paramètres accessibles Contenu en Hélium et rayon du coeur, limites des zones convectives, profil de rotation interne…
Sismologie Sismologie stellairestellaire
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
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• 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)
F/F
t(hrs)100 ppm
≈10 hrs
DF/F= (Rpl/Rstar)2
Terre : 10-4 , Jupiter : 10-2
Probabilité = Rpl/a ~ 1% en moyenne
Durée du transit = P 2Rstar/2a a1/2 RstarExemple Terre à 1 u.a
Recherche d'exoplanètesRecherche d'exoplanètes
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SismologieSismologie
Sessions longues (150 jours)
• analyse spectrale fine
• séquence principale A, F, G
• cibles: analogues solaires, Scuti, Dor, Cep…
Les étoiles ciblesLes étoiles cibles
SismologieSismologie
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…
Les étoiles ciblesLes étoiles cibles
SismologieSismologie
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 Recherche d'exoplanètesd'exoplanètes
• naines rouges
• types spectraux F à M
Les étoiles ciblesLes étoiles cibles
Baffle externe
Objectif
Camera radiateur
Mirroir M1
Mirror M2
Viseur d’étoile
L’instrument COROT L’instrument COROT
Les cibles dans le plan focal Les cibles dans le plan focal
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champ sismologique champ exoplanétairetrès défocalisé focalisé + bi-prisme
étoiles faibles (11-16)
cible principale (m=6)
cible secondaire (m=9)
(total max. 12000 cibles)
échantillonage 1 s échantillonage 15 min
1.3 °
champ de vue du télescope
Les cibles dans le plan focal Les cibles dans le plan focal
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champ sismologique champ exoplanétairetrès défocalisé focalisé + bi-prisme
étoiles faibles (11-16)
cible principale (m=6)
cible secondaire (m=9)
(total max. 12000 cibles)
échantillonage 1 s échantillonage 15 min
1.3 °
champ de vue du télescope
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
Paramètres orbitaux de référence
• a = 7274 km (altitude =896 km)
• e = 1.27.10-3
• i = 90 degrés
• = 12.5 degrés (J2000)
Propriétés
• Torb = 6174 sec (1 h 43 min)
• Heure locale : - 4 min / jour
Orbite et domaine de volOrbite et domaine de vol
Orbite basse polaire inertiellePour conserver une direction d'observation fixe pendant 6 mois sans être
ébloui par le Soleil ni masqué par la Terre
Le banc optiqueLe banc optique
Le telescopeLe telescope
• Préparation de la mission: caractérisation sismique des cibles potentielles, analogues solaires, roAp
Contributions à Contributions à COROT-sismoCOROT-sismo
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• 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
Contributions à Contributions à COROT-sismoCOROT-sismo
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• 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
Contributions à Contributions à COROT-sismoCOROT-sismo
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Contributions à Contributions à COROT-sismoCOROT-sismo
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• Campagne systématique des champs COROT par spectroscopie & photométrie
• Focalisation sur les étoiles de type Doradus
delta scuti
gamma dor
Contributions à Contributions à COROT-sismoCOROT-sismo
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• Campagne systématique des champs COROT par spectroscopie & photométrie
• Focalisation sur les étoiles de type Doradus
• Détermination des paramètres fondamentaux; fréquence, modes de pulsation
Contributions à Contributions à COROT-sismoCOROT-sismo
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• Campagne systématique des champs COROT par spectroscopie & photométrie
• Focalisation sur les étoiles de type Doradus
• Détermination des paramètres fondamentaux; fréquence, modes de pulsation
• Interactions pulsation/ convection: proposition d’un programme additionnel
position (théorique) de la zone convective pourapparition du phénomène gamma doradus
Contributions à Contributions à COROT-exoCOROT-exo
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• Prédiction théoriques: rayons des exoplanètes
Contributions à Contributions à COROT-exoCOROT-exo
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• Prédiction théoriques: rayons des exoplanètes
• Préparation du suivi: combinaison transits/vitesses-radiales
Contributions à Contributions à COROT-exoCOROT-exo
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• Prédiction théoriques: rayons des exoplanètes
• Préparation du suivi: combinaison transits/vitesses-radiales
• Mesure des albédos: estimations voie exoplanète et proposition d’un programme additionnel
Contributions à Contributions à COROT-exoCOROT-exo
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• 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
Quelques étapes à retenirQuelques étapes à retenir
• Eté 2005: appel à propositions pour le Eté 2005: appel à propositions pour le programme additionnelprogramme additionnel– Sélection de « Guest Investigators »Sélection de « Guest Investigators »
• Juin 2006: COROTWeek 10 à Nice?Juin 2006: COROTWeek 10 à Nice?
• Juillet 2006: Lancement de COROTJuillet 2006: Lancement de COROT– Fusée Soyouz/BaïkonourFusée Soyouz/Baïkonour
QuickTime™ et undécompresseur Cinepak
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……Rendez-vous en 2006!Rendez-vous en 2006!
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