Recherche
Notre Mission
Bienvenue sur Planet Hunters TESS. Avec votre aide, nous pouvons découvrir de nouvelles planètes autour d'étoiles en dehors de notre propre système solaire!
Récemment lancé Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) nous fournit une énorme quantité de données qui nous permet de rechercher des planètes en dehors de notre propre système solaire. Au cours des deux prochaines années, TESS sera occupé à enquêter deux cent mille des étoiles brillantes à proximité, mesurant et enregistrant leur luminosité toutes les deux minutes. Avec votre aide, nous espérons découvrir de nombreux systèmes planétaires intéressants, nous permettant d'explorer la formation et l'évolution de ces mondes. Nos résultats peuvent même nous rapprocher d'un pas pour répondre à la question à laquelle nous cherchons tous à répondre: sommes-nous seuls dans l'Univers?
Vous pourriez être la première personne à découvrir une planète autour d'une étoile proche dans la Voie lactée! Voulez vous essayer?
Qu'est-ce qu'une exoplanète?
Photo credits: Nora Eisner (star adapted from NASA image)
Les exoplanètes sont des planètes au-delà de notre propre système solaire qui orbitent autour d'autres étoiles que le Soleil. L'amélioration drastique des télescopes au cours des 50 dernières années nous a permis de trouver des milliers d'exoplanètes depuis la découverte de la première à la fin du 20e siècle. Alors que beaucoup de ces exoplanètes trouvées ressemblent aux planètes trouvées dans le système solaire, nous avons également rencontré des systèmes * étranges *, y compris des planètes gigantesques sur des orbites proches de leur étoile (appelées Hot Jupiters) et des planètes en orbite autour de plusieurs étoiles (planètes circumbinaires).
Comment détectons-nous les planètes?
Il est extrêmement difficile de voir directement les exoplanètes, même avec les plus grands télescopes. En effet, les planètes sont cachées dans la lumière vive émise par leur étoile hôte. Au lieu de cela, nous pouvons déduire leur présence en surveillant la lumière des étoiles.
TESS enregistre comment la luminosité des étoiles individuelles varie dans le temps. Cette série chronologique de mesures de luminosité est connue sous le nom de courbe de lumière. Lorsqu'une exoplanète passe, ou transite, devant son étoile hôte, l'étoile s'assombrit momentanément et nous voyons une baisse dans sa courbe de lumière. Cette méthode de détection des planètes est connue sous le nom de méthode des transits et s'est déjà révélée extrêmement efficace.
Voici un exemple simplifié de ce à quoi ressemble la courbe de lumière d'un transit. Cela montre que lorsque la planète passe devant son étoile hôte, la lumière que nous recevons diminue.
Photo credits: Nora Eisner
Afin que nous puissions observer un transit, nous avons besoin que le système planétaire soit orienté de sorte que la planète passe entre nous et l'étoile hôte (comme indiqué sur le côté droit de l'image ci-dessous). Si tel est le cas, nous verrons un plongeon chaque fois que la planète accomplira une orbite complète autour de l'étoile. Si la planète ne traverse pas notre champ de vision, nous manquerons le transit (illustré à gauche).
Photo credits: Nora Eisner
Cette courte vidéo montre le comportement de la courbe de lumière lors du passage d'une planète devant une étoile:
Photo credits: Oscar Barragan
La taille du creux dans la courbe de lumière dépend à la fois de la taille de l'étoile et de la taille de la planète. Premièrement, pour une étoile de taille unique, si la planète en transit est plus grande, elle bloquera plus de lumière stellaire, et donc le pendage dans la courbe de lumière sera plus grand. Inversement, pour une planète de même taille, si l'étoile est plus grande (par exemple une naine G comme le Soleil), le transit sera moins profond que si l'étoile est plus petite (par exemple une naine M).
Photo credits: Nora Eisner
La profondeur des transits peut varier considérablement. Jupiter, la plus grande planète de notre système solaire, a une profondeur de transit d'environ 1% lorsqu'elle passe devant le Soleil. Cependant, la Terre est une planète beaucoup plus petite et ne bloque que 0,01% de la lumière lorsqu'elle transite par le Soleil! Les nombres sur l'axe vertical des tracés de courbe de lumière montrés dans le projet représentent le pourcentage de diminution de la lumière par rapport à la lumière moyenne émise par l'étoile. En connaissant la profondeur de transit et la taille de l'étoile, nous pouvons déterminer la taille de la planète en utilisant cette équation:
Dans notre système solaire, nous avons huit planètes de différentes tailles. Il n'est donc pas surprenant que d'autres étoiles puissent également héberger plusieurs mondes. Les courbes lumineuses de ces systèmes exoplanétaires montrent de multiples transits des différentes planètes, qui sont susceptibles d'avoir des profondeurs différentes en raison de leurs différentes tailles. Ils sont également susceptibles d'être séparés de manière irrégulière, car différentes planètes tournent autour des étoiles à des vitesses différentes - tout comme les planètes de notre système solaire (Jupiter prend 12 fois plus de temps que la Terre pour terminer une orbite). Un exemple de courbe de lumière est illustré ci-dessous. Si vous voyez un système multi-planètes, veuillez mettre en évidence tous les transits que vous voyez.
Un système multi-planétaire bien étudié est Trappist-1, qui a sept planètes en orbite autour d'une étoile à 100 billions de kilomètres de la Terre. Le fait que nous puissions voir les planètes trappistes est incroyable. Pour mettre cela en perspective, voir les transits Trappist-1 équivaut à détecter une mouche des fruits passant juste devant un phare de voiture situé à mi-chemin entre nous et la lune. Mais nous pouvons le faire!
Photo credits: NASA/JPL-Caltech
Étoiles
La grande majorité des étoiles ne sont pas seules, mais existent à la place dans des systèmes d'étoiles doubles, voire triples, qui orbitent les uns autour des autres. Lorsque l'une de ces étoiles passe devant une autre (comme nous le voyons), la luminosité que nous observons change, semblable à ce qui se passe pendant le transit d'une planète. Ceci est connu comme un Binaire à éclipses. Les courbes lumineuses dues à un binaire à éclipses présentent souvent deux creux de tailles différentes.
Si vous voyez une courbe de lumière avec un binaire éclipsant, veuillez le marquer comme un transit et nous en parler dans Discusion.
Variabilité stellaire
Pour compliquer encore les choses, nous voyons également des changements de luminosité dus à la variabilité de l'étoile. Les étoiles ont des taches stellaires tout comme le Soleil a des taches solaires et, en tournant avec l'étoile, elles entraînent des fluctuations périodiques de la luminosité observée. Ces variations ont tendance à être lentes et lisses, se produisant généralement sur quelques jours. À l'inverse, nous nous attendons à ce que les planètes transitent à un rythme beaucoup plus rapide, en quelques dizaines à quelques heures seulement, ce qui se traduira par des creux plus étroits dans les courbes lumineuses.
Les étoiles peuvent également pulser. C'est à ce moment que le rayon de l'étoile change avec le temps, et donc la luminosité fluctue. Cet effet va de très rapide, sur des échelles de temps de quelques heures, à extrêmement faible, sur des années.
Plus sur TESS
Photo credits: Nasa's Goddard Space Flight Center
TESS a été lancé le 18 avril 2018 à bord d'une fusée SpaceX Falcon 9 et tourne désormais autour de la Terre à deux fois la vitesse de la Lune. Au cours des deux prochaines années, ce nouveau satellite étonnant observera le ciel entier en le décomposant en 26 secteurs différents. Chaque secteur est observé par quatre caméras extrêmement puissantes, couvrant ensemble une parcelle de ciel de 24 x 96 degrés. Vous pouvez savoir exactement où le satellite pointe dans lien. Les étoiles dans chacun de ces secteurs seront surveillées pendant au moins 27 jours, enregistrant leur luminosité toutes les 2 minutes.
Photo credits: Nasa's Goddard Space Flight Center
Regardez cette vidéo pour en savoir plus sur le fonctionnement de TESS:
Systematic Effects
TESS est génial, mais aucun système n'est parfait, donc il y a des effets systématiques qui peuvent être vus à peu près en même temps dans plusieurs courbes de lumière. Ceux-ci apparaissent souvent comme des points de données de plus en plus dispersés ou comme un saut soudain dans la courbe de lumière. Nous en avons vu beaucoup dans les données des secteurs un et deux, mais leur fréquence et leur gravité continuent de diminuer à mesure que nous en apprenons davantage sur le fonctionnement de TESS.
Chaque fois que le satellite descend les données vers la Terre, ce qui se produit autour de la marque des 14 jours et dure environ 4 heures, les conditions du satellite peuvent changer légèrement - par exemple en raison des changements de température de l'équipement. Cela provoque un «pépin» dans les observations et donc nous ne montrons pas ces données. De plus, les points de données entourant cette région «masquée» de la courbe lumineuse peuvent également présenter un comportement étrange. Nous appelons ces événements prioritaires.
Données simulées
L'un des principaux objectifs du projet Planet Hunters TESS est d'en savoir plus sur la diversité des planètes et de comprendre quels types de systèmes solaires existent. Nous trouverons de nombreux systèmes planétaires avec Planet Hunters TESS, mais afin d'interpréter correctement nos résultats, nous devons comprendre à quel point notre échantillon est complet. Par exemple, les très petites planètes sont très difficiles à trouver et nous pouvons ne pas en voir dans les données TESS, mais cela ne signifie pas qu'elles n'existent pas.
Afin de déterminer quel type de planètes nous pouvons et ne pouvons pas trouver avec Planet Hunters TESS, nous vous montrons occasionnellement une courbe de lumière simulée. Lors de sa simulation, nous connaissons tous les paramètres de la courbe de lumière, y compris la profondeur du transit, la période orbitale de la planète et la variabilité de l'étoile. Les résultats des données simulées sont essentiels pour définir l'intégralité de nos planètes en fonction de la taille (profondeur de l'événement de transit) et de la période orbitale (nombre de transits). Il s'agit d'une partie cruciale du projet qui nous permet de répondre à certaines des questions les plus intéressantes et fondamentales de la formation des planètes et des systèmes solaires.
N'oubliez pas que nous ne vous testons pas ou n'essayons pas de vous former; nous testons le système afin de nous permettre d'interpréter correctement toutes vos classifications. Nous vous informerons toujours lorsque vous rencontrerez une simulation après l'avoir classée - nous vous dirons qu'il s'agit d'une simulation après, et non avant, pour vous assurer qu'aucun biais n'est introduit. Les simulations nous permettent également de vous faire part de vos commentaires sur votre classement. Vous obtiendrez de nombreuses classifications correctement, alors ne vous découragez pas si vous avez manqué certains transits, certains transits simulés sont volontairement très difficiles à repérer, et ce résultat nous aidera à analyser les résultats globaux.
Les commentaires ressembleront à l'image ci-dessous, où une colonne verte signifie que vous avez correctement marqué un transit et une colonne rouge signifie que vous en avez manqué un. Parfois, les transits sont si petits qu'ils sont impossibles à voir, cela se produit lorsque la planète est très petite par rapport à l'étoile hôte. La variabilité de l'étoile les rendra également de plus en plus difficiles à voir. Le nombre de simulations que vous voyez diminuera à mesure que vous effectuez plus de classifications.
Pourquoi nous avons besoin de vous
Des scientifiques du monde entier ont développé des algorithmes informatiques extrêmement efficaces qui rechercheront des signaux répétés dans les courbes lumineuses de TESS. De telles techniques se sont déjà révélées extrêmement efficaces pour trouver des planètes, mais il n'y a que bien qu'une machine puisse faire. Les systèmes planétaires sont très complexes et leurs courbes lumineuses ne sont jamais tout à fait les mêmes. Ceci, combiné à la variabilité des étoiles, peut confondre nos algorithmes informatiques, produisant des résultats erronés ou des systèmes planétaires manquants. Le cerveau humain, cependant, est excellent pour détecter les modèles que les routines automatisées peuvent manquer, et c'est pourquoi nous avons besoin de votre aide!
À ce jour, les bénévoles de Planet Hunters ont trouvé plus de 100 nouveaux systèmes planétaires dans les données du prédécesseur de TESS, Kepler, et nous sommes ravis d'en découvrir encore plus avec les données de TESS. La prochaine planète sera-t-elle découverte par vous?
Politique de PHT
Planet Hunters est le fruit du travail d'une équipe dévouée et tire sa valeur des efforts des participants bénévoles. Pour garantir que le crédit est donné, toute personne publiant des résultats basés sur l'utilisation d'informations de Talk est tenue de : 1. Citer Eisner et al. 2. Contacter l'équipe PH (par e-mail à contact@zooniverse.org) pour discuter du crédit et, lorsque les résultats dépendent substantiellement de Planet Hunters, de la paternité, et 3. Donner crédit aux volontaires qui ont contribué. Une liste de tels volontaires peut être fournie par l'équipe PH.
L'accord avec cette politique est nécessaire pour utiliser les résultats de la plateforme.