LES SCIENCES DANS PLATO
Comment PLATO observe les étoiles et détecte les exoplanètes ?
Grâce à ses 26 caméras, PLATO surveille simultanément des centaines de milliers d’étoiles, en mesurant les variations de leur flux lumineux. Ce sont ces infimes variations de flux qui permettent de détecter des transits d’exoplanètes. PLATO étudie aussi les oscillations des étoiles pour déterminer leur structure interne et mesurer leurs caractéristiques (masse, rayon, âge). La mission PLATO comprend également un suivi au sol en spectroscopie pour mesurer la vitesse radiale des étoiles et déterminer la masse des exoplanètes détectées.
2 méthodes de détection : transits et vitesses radiales
Orbite autour du point Lagrange L2 (1,5 million de km de la Terre)
Jusqu’à 12 champs de 2232 deg2 observés, soit 5% du ciel pour chaque champ
LE SATELLITE PLATO
L’instrument est composé d’une charge utile (le PLM) et d’un module de service (le SVM).
Grâce au 26 caméras situées dans le PLM, PLATO surveille simultanément des centaines de milliers d’étoiles, en utilisant les méthodes des transits et des vitesses radiales pour découvrir des nouvelles exoplanètes et les caractériser (paramètres orbitaux, masse, rayon, densité) ainsi qu’en apprendre plus sur l’étoile hôte (rayon, masse, âge).
La ligne de visée de chaque groupe de caméras diverge de 9,2° des groupes adjacents et permet de couvrir un plus grand champ d’observation (5% du ciel pour chaque champs) que les missions précédentes…
LES STRATÉGIES D’OBSERVATIONS
Les champs sont définis dans le repère galactique, dont l’origine est la Terre et dont un axe pointe vers le centre de notre galaxie, les coordonnées des astres dans ce repère étant la latitude et la longitude galactiques.
Pour la mission nominale de 4 ans et son éventuelle extension, 12 champs d’observations ont été pré-sélectionnés sur la base de modèles prédisant de fortes concentrations en étoiles naines. Parmi ces champs (en bleu sur l’image ci-dessus) :
- Deux sont destinés à l’observation longue durée : LOPs (Long-duration Observation Phase). L’un a été défini dans l’hémisphère sud SPF (Southern long-duration Phase Fields) et le second dans l’hémisphère nord NPF (Northern long-duration Phase field). Sur les champs représentés en bleu, les zones en bleu foncé, bleu moyen, bleu clair et bleu très clair sont vues par respectivement 24, 18, 12 et 6 caméras du module de charge utile. Ces LOPs permettront de détecter des transits de planètes jusqu’à des périodes orbitales similaires à la Terre.
- Dix autres champs sont destinés à des observations de courtes durées, entre 2 à 5 mois : SOPs (Step-and-Stare Observation Pointing), permettant une couverture de la voûte céleste bien plus grande que les missions précédentes.
Rotation de 90° tous les 90 jours autour de la LOP (Observation de longue durée) afin de maintenir l’observation du même champ d’étoiles.
A partir de ces champs, 3 stratégies possibles sont définies pour la mission nominale de 4 ans, à savoir :
➡️ Une observation longue durée (LOP) de 2 ans sur l’hémisphère sud (SPF) et une deuxième observation longue (LOP) de 2 ans sur l’hémisphère Nord (NPF).
🥇 Elle constitue aujourd’hui le scénario de base. Celui-ci sera modifié en fonction des résultats obtenus.
➡️ Une observation longue durée (LOP) de 3 ans sur l’hémisphère Sud (SPF) ou Nord (NPF). Suivi de plusieurs Observations de courtes durée sur la quatrième année
➡️ Une observation de longue durée (LOP) de 4 ans sur l’hémisphère Sud (SPF)
Le premier champ à observer a été défini 2 ans avant le lancement, et sera mis à jour 9 mois avant. Pour les autres champs, ils devront être définis 6 mois au moins avant leur observation.
LE SEGMENT SOL
Le segment sol Plato est chargé de la validation, de la calibration et du traitement des données d’observation PLATO de manière à générer les données scientifiques exploitables par les scientifiques. Les responsabilités sont partagées entre l’ESA et le Consortium PLATO.
LES DONNÉES
Avant le pointage de chaque champ observé par le satellite, une liste des étoiles à observer sera établie par le SWT (Science Working Team). Pour le premier champ, elle sera définie 9 mois avant le lancement, puis mise à jour 6 mois avant le lancement. 6 mois avant chaque nouveau pointage d’un champ, la liste des étoiles à observer sera également mise à jour.
LES OBSERVATIONS AU SOL
Les campagnes d’observations avec les télescopes du GOP (Ground Observing Program) seront démarrées en parallèle des observations effectuées à partir du satellite PLATO, et pourront se poursuivre après celles-ci.
POUR EN SAVOIR +
Site du CNES
Stratégies d’observation Plato
Site du Consortium Plato