LA MISSION PLATO
Les objectifs scientifiques
La mission PLATO a pour ambition de répondre à l’une des plus grandes questions de l’astronomie :
Comment se forment et évoluent les systèmes planétaires, et existe-t-il des mondes semblables à la Terre ?
Objectif d’observation de 200 000 étoiles
Lancement prévu en janvier 2027
Création d’un catalogue des découvertes Plato
OBJECTIF SCIENTIFIQUE PRINCIPAL DE PLATO
L’objectif scientifique principal est d’identifier et caractériser un grand nombre de systèmes exoplanétaires, constitués d’une étoile et d’une ou plusieurs exoplanètes, dont les caractéristiques (masse, rayon, âge) seront mesurées précisément. Parmi ces systèmes, se trouvent en particulier ceux ayant des caractéristiques proches du système solaire comportant des planètes de type terrestre situées dans la zone habitable de leur étoile.
DÉTECTION D’UN GRAND NOMBRE D’EXOPLANÈTES
L’un des objectifs de la mission PLATO, est la détection d’un grand nombre de planètes extrasolaires orbitant dans la zone habitable d’étoiles naines de la séquence principale (classe de luminosité V) de type spectral K7 à F5, et d’étoiles sous-géantes (classe de luminosité IV) de mêmes types spectraux, magnitude visuelle mv ≤ 13.
ÉTUDIER LA STRUCTURE INTERNE DES ÉTOILES
Les courbes de lumière de PLATO sont exploitées pour déterminer précisément les fréquences des oscillations des étoiles, qui permettent de modéliser finement leur structure interne ainsi que de mesurer les mouvements de matière dans leur intérieur (rotation, convection). Dans certains cas, il est même possible de détecter le champ magnétique interne des étoiles. Toutes ces mesures permettent de modéliser les intérieurs stellaires avec précision et avec une grande fiabilité, pour de vastes échantillons d’étoiles de toutes masses et à tous stades évolutifs, et in fine de faire progresser de manière décisive notre compréhension de l’évolution stellaire.
La modélisation astérosismique est particulièrement essentielle pour les étoiles autour desquelles des exoplanètes sont détectées, puisque les caractéristiques d’une planète ne sont mesurables que par rapport à celles de leur étoile-hôte.
Par ailleurs, dans les cas où des planètes relativement massives sont détectées en orbite proche de leur étoile, il est possible d’étudier comment les interactions étoile-planète peuvent influencer la rotation et l’activité des étoiles.
DÉTERMINER L’AGE DES SYSTÈMES PLANÉTAIRES
L’âge des systèmes planétaires est un paramètre clé pour explorer comment les propriétés des systèmes planétaires évoluent.
Les détails des étapes évolutives des planètes ne sont connus jusqu’à présent qu’à partir d’un seul exemple : notre système solaire. PLATO veut changer cela en observant un échantillon de planètes à différents stades évolutifs.
La sismologie stellaire permet à PLATO de déterminer l’âge des étoiles-hôtes des exoplanètes détectées. Les exoplanètes peuvent donc être classées en fonction de leur stade évolutif, sous l’hypothèse raisonnable que l’âge d’une planète est proche de celui de l’étoile autour de laquelle elle gravite.
CARACTÉRISATION DE CES EXOPLANÈTES
L’objectif suivant celui de la détection est un objectif de caractérisation des milliers d’exoplanètes découvertes.
Les étoiles observées par PLATO sont brillantes et peuvent être étudiées en détail, notamment en sismologie stellaire. On peut ainsi en mesurer précisément la masse et le rayon et donc en déduire ceux des exoplanètes détectées, donc estimer leur densité.
De plus, PLATO peut détecter des exoplanètes de toutes périodes orbitales, jusqu’à des orbites similaires à celles de la Terre ou au-delà.
L‘OCCURRENCE DES DIVERSES POPULATIONS DE PLANÈTES
PLATO permet d’analyser les taux d’occurrence des divers types de planètes (terrestres, super-Terres, géantes; planètes gazeuses, planètes-océans, planètes telluriques ; etc) autour de différents types d’étoiles caractérisées par leur masse, leur rayon et leur âge.
On peut ainsi explorer de possibles corrélations entre les paramètres planétaires et les propriétés des étoiles-hôtes.
PLATO bénéficie aussi d’une caractérisation approfondie des champs stellaires observés, y compris de l’environnement proche des étoiles. Le recherche d’un lien entre cet environnement et les caractéristiques des exoplanètes détectées pourra nous renseigner sur les processus de formation des planètes de différents types.
ÉTUDIER L’ARCHITECTURE DES SYSTÈMES PLANÉTAIRES
L’architecture des systèmes planétaires peut s’étudier en considérant des paramètres tels que la distribution des masses et des types de planètes (telluriques ou gazeuses) en fonction de leur distance orbitale, la coplanarité des systèmes, ainsi que des paramètres orbitaux comme l’excentricité et l’inclinaison.
Cette étude permet de répondre à des questions telles que : « Quelle est la diversité des architectures des systèmes exoplanétaires ? » et « Quelle fraction des systèmes exoplanétaires possèdent une structure similaire à celle du système solaire ? »
IDENTIFIER LES CIBLES DE PROCHAINES MISSIONS
Les planètes identifiées autour des étoiles les plus brillantes seront probablement des références pour un suivi spectroscopique visant à étudier leur structure et leur composition atmosphérique.
Ces cibles seront cataloguées et adressées à d’autres missions ou téléscopes (JWST, E-ELT ou ARIEL).
PLATO traite aussi des sujets scientifiques complémentaires comme l’astérosismologie des étoiles massives jeunes, isolées ou binaires, des étoiles évoluées approchant de la fin de leur vie, ainsi que des objets compacts…
Beaucoup de découvertes sont donc attendues avec la mission PLATO…
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