Tess (Transiting Exoplanet Survey Satellite)

La Nasa vient de sélectionner le télescope spatial Tess pour une mission de recherche d’exoplanètes. Il aura la particularité de réaliser à la fois la spectroscopie des transits et des images de ces planètes. Cette mission s’inscrit dans la continuité de celle de Kepler et prépare le terrain pour le télescope spatial James Webb, le successeur d’Hubble dont le lancement est prévu en 2018.

Depuis la découverte des premières planètes extrasolaires autour de l’étoile HD 114762 b (en 1989), du pulsar PSR 1257+12 (en 1992), et de l’étoile 51 Pegasi (en 1995), les moyens de détection se sont améliorés. Si jusqu’au début des années 2000 les astronomes étaient seulement capables de découvrir des planètes géantes gazeuses bien plus grandes que Jupiter et assez éloignées de leur étoile, la situation a bien changé. Aujourd’hui, ces mêmes astronomes peuvent repérer des planètes rocheuses de la taille de la Terre, dans la zone d’habitabilité de leur étoile.

Avec l’arrivée prochaine d’une nouvelle génération de télescopes terrestres de plusieurs dizaines de mètres, et de télescopes spatiaux, dont James Webb, les observations seront plus efficaces qu’aujourd’hui. Il sera possible d’imager la banlieue des étoiles, et également de bien mieux étudier l’astre lui-même.

Dans ce contexte, la Nasa a sélectionné le projet Tess (Transiting Exoplanet Survey Satellite, pour satellite d’étude des exoplanètes par transit) proposé par l’Institut de technologie du Massachusetts (MIT). Il s’agit d’un télescope spatial à plusieurs caméras destiné à rechercher des planètes habitables, autour d’étoiles proches du Soleil et d’étoiles au moins aussi lumineuses que lui. Il pourra même tenter d’en découvrir autour des étoiles les plus lumineuses du ciel.

Pour découvrir des planètes, le satellite Tess utilisera la méthode dite du transit planétaire. Lorsqu’une planète passe devant son étoile, la luminosité apparente de l’étoile baisse légèrement, car une petite fraction de sa surface est cachée temporairement. L’analyse de la courbe de luminosité permet alors d’obtenir des renseignements sur les planètes, telles que la masse et la densité. Capable d’analyser la masse, la taille, la densité, l’orbite et l’atmosphère d’une multitude de petites planètes, le satellite Tess fera avancer l’étude des petites petites exoplanètes, et devrait accélérer les chances d’en découvrir certaines habitables (voire habitées). C’est du moins le pari des responsables scientifiques de la mission.

Comme l’explique Jean Schneider, chercheur au laboratoire Univers et théories de l’Observatoire de Paris, « parmi ces planètes extrasolaires, celles qui seront sur des orbites suffisamment grandes (d’un rayon d’au moins 0,5 unité astronomique) pourront être détectées par imagerie directe ». En effet, les astronomes auront avec Tess la formidable possibilité de « faire à la fois de la spectroscopie des transits et des images de ces planètes ». Et ce d’autant plus facilement qu’étant relativement proches de nous, étoiles et planètes seront plus brillantes que celles observées par les télescopes spatiaux Corot (Cnes) et Kepler (Nasa).

La spectroscopie des transits et l’imagerie directe d’une planète permettent de « sonder des couches différentes de son atmosphère, ce qui est très précieux pour la compréhension des phénomènes qui s’y déroulent ». Les télescopes spatiaux Corot et Kepler n’ont pas cette capacité, car ils ne peuvent détecter des transits planétaires que pour des étoiles à des centaines d’années-lumière.

Le satellite Tess commencera ses observations en 2017, un an avant le lancement du télescope spatial James Webb. Au moment de la mise en service de ce successeur d’Hubble, cela permettra aux scientifiques de disposer d’un catalogue d’exoplanètes le plus à jour possible, et des cibles les plus favorables pour des enquêtes approfondies à réaliser depuis le sol ou l’espace.

Ce satellite sera construit par Orbital Sciences autour de la plateforme LEOStar-2, et aura une durée de vie initiale de deux ans (mais elle pourrait atteindre plusieurs années). Il tournera autour de la Terre sur une orbite elliptique qui l’amènera ni trop près ni trop loin de la Terre et de la Lune. Elle lui permettra de rester au-dessus, donc à l’abri, des dangereuses ceintures de radiations et de s’approcher suffisamment près de la Terre, toutes les deux semaines, pour envoyer ses données. Cette orbite est d’une très grande stabilité, les corrections de trajectoire seront donc très rares.

À noter que l’Agence spatiale européenne (Esa) a un projet voisin, Plato, dont l’avantage est de pouvoir « détecter des planètes plus petites que celles de Tess et sur des orbites encore plus grandes. » Cela facilitera encore davantage l’imagerie de ces planètes. En revanche, contrairement à Tess qui explorera tout le ciel, Plato n’en couvrirait environ qu’un dixième.