Une nouvelle vidéo en accéléré montre 12 ans d’exoplanètes en orbite autour de leur étoile

En 2008, HR8799 était le premier système planétaire extrasolaire jamais directement imagé. Maintenant, le célèbre système joue dans sa propre vidéo.

En utilisant observations recueilli au cours des 12 dernières années, l’astrophysicien de l’Université Northwestern Jason Wang a assemblé une superbe vidéo en accéléré de la famille de quatre personnes planètes– chacun plus massif que Jupiter – en orbite autour de leur étoile. La vidéo donne aux téléspectateurs un aperçu sans précédent du mouvement planétaire.

“Il est généralement difficile de voir des planètes en orbite”, a déclaré Wang. “Par exemple, il n’est pas évident que Jupiter ou Mars orbitent autour de notre soleil parce que nous vivons dans le même système et n’avons pas de vue de haut en bas. Les événements astronomiques se produisent trop rapidement ou trop lentement pour être capturés dans un film. Mais cette vidéo montre des planètes se déplaçant à l’échelle du temps humain. J’espère qu’elle permettra aux gens de profiter de quelque chose de merveilleux.”

Expert en imagerie exoplanétaire, Wang est professeur adjoint de physique et d’astronomie au Weinberg College of Arts and Sciences de Northwestern et membre du Centre interdisciplinaire d’exploration et de recherche en astrophysique (CIERA).

HR8799 est une étoile compacte située à 133,3 années-lumière de la Terre dans la constellation de Pégase. Bien que cela semble insondable loin, HR8799 est considéré comme faisant partie de notre “voisinage solaire”. Comparé à notre soleil, HR8799 est 1,5 fois plus massif et environ 5 fois plus lumineux. Il est aussi beaucoup plus jeune. À environ 30 millions d’années, le système s’est formé après l’extinction des dinosaures.

En novembre 2008, HR8799 est entré dans l’histoire en tant que premier système à avoir directement imagé ses planètes. Wang, qui a été immédiatement fasciné par le système, le surveille depuis. Lui et ses collègues ont demandé du temps à l’observatoire WM Keck, situé au sommet du Mauna Kea à Hawaï, pour observer le système chaque année.

Après sept ans d’observations, Wang a rassemblé des données d’imagerie pour créer sa première vidéo accélérée du système. Maintenant, armé de 12 ans de données d’imagerie, Wang a publié la vidéo mise à jour, qui montre toute la période de temps dans un laps de temps condensé de 4,5 secondes.

“Il n’y a rien à gagner scientifiquement à regarder les systèmes en orbite dans une vidéo en accéléré, mais cela aide les autres à apprécier ce que nous étudions”, a déclaré Wang. “Il peut être difficile d’expliquer les nuances de la science avec des mots. Mais montrer la science en action aide les autres à comprendre son importance.”

Pour construire la vidéo, Wang a utilisé une technologie appelée “optique adaptative” pour corriger le flou d’image causé par l’atmosphère terrestre. Il a également utilisé une instrumentation spécialisée, appelée “coronagraphe”, et des algorithmes de traitement pour supprimer l’éblouissement de l’étoile centrale du système. (C’est pourquoi la vidéo a un cercle noir au milieu. Sans cela, l’éblouissement serait trop intense pour voir les planètes danser autour de lui.) Enfin, Wang a utilisé une forme de traitement vidéo pour combler les lacunes de données et lisser le mouvement des planètes. Sinon, les planètes sembleraient sauter au lieu de orbitent doucement dans l’espace.

Le produit final montre quatre points faibles naviguant autour de leur étoile centrale. Bien qu’elles ressemblent à de simples lucioles, les planètes sont en réalité d’énormes géantes gazeuses. Wang les compare à des “versions agrandies” de Jupiter, Saturne, Neptune et Uranus. La planète la plus proche de l’étoile met environ 45 années terrestres pour faire une révolution. La planète la plus éloignée, quant à elle, met près de 500 ans à tracer le même chemin.

Pour Wang, explorer l’espace à travers des vidéos est la meilleure partie de son travail. Ensuite, Wang et ses collaborateurs examinent la lumière émise par l’étoile et ses planètes afin de mieux comprendre de quoi elles sont constituées.

“En astrophysique, la plupart du temps, nous effectuons des analyses de données ou testons des hypothèses”, a-t-il déclaré. “Mais c’est la partie amusante de la science. Cela inspire la crainte.”