Le JWST Pourrait Révéler les Secrets de la Planète Rouge

La planète Mars a fasciné les scientifiques depuis plus d’un siècle. De nos jours, c’est un désert glacé dont la teneur en dioxide de carbone dans l’atmosphère est 100 fois plus faible que cette qui baigne la Terre. Pourtant, des indices semblent suggérer que dans les premiers temps de notre système solaire, il y a plusieurs milliards d’années, Mars avait un océan d’eau conséquent. Le JWST étudiera cette planète dans le cadre d’un programme GTO qui se propose d’en apprendre plus sur le mécanisme qui a fait que la planète est passé d’un état humide à un état sec, et sur ce que cela signifie quant à son habitabilité passée et présente.

  • Les avantages du JWST et les défis à relever
  • Le robot d’exploration Curiosity, a découvert, à partir de l’analyse d’un échantillon de sol martien provenant de Rocknest, une zone sablonneuse située dans le cratère Gale, que le sol contenait entre 1,5 % et 3 % d’eau, ce qui est considérable. En effet, une telle teneur en eau signifie que 0,3m3 de sol martien contient en moyenne 1 litre d’eau ! Curiosity a également permis de confirmer la présence d’autres composés chimiques, notamment du dioxyde de soufre, du dioxyde de carbone et de l’oxygène.

    Mars a été visité par plus de missions spatiales que n’importe quelle autre planète de notre système solaire. A l’heure actuelle (avril 2018) pas moins de 6 vaisseaux spatiaux actifs orbitent autour de la planète, tandis que 2 véhicules, les Mars Exploration Rover (MER) roule sur son sol. C’est une mission double de la NASA lancée en 2003, composée de deux robots mobiles ayant pour objectif d’étudier la géologie de la planète Mars et en particulier le rôle joué par l’eau dans l’histoire de la planète. Les deux robots ont été lancés au début de l’été 2003 et se sont posés en janvier 2004 sur deux sites martiens susceptibles d’avoir conservé des traces de l’action de l’eau dans leur sol. Chaque rover (astromobile, ou robot d’exploration), piloté par un opérateur depuis la Terre, a alors entamé un périple en utilisant une batterie d’instruments embarqués pour analyser les roches les plus intéressantes :

  • MER-A rebaptisé Spirit a atterri le 3 janvier 2004 dans le cratère Gusev, une dépression de 170 kilomètres de diamètre qui a peut-être accueilli un lac.
  • MER-B renommé Opportunity s’est posé le 24 janvier 2004 sur Meridiani Planum.
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    Le JWST offre plusieurs possibilités de complémenter ces recherches in-situ.
    Un atout clé est de pouvoir prendre un instantané du disque entier de Mars en un clin d’oeil. Les navettes spatiales, en revanche, prennent du temps pour faire une carte complète et peuvent donc être affectées par la variabilité quotidienne, tandis que les astromobiles ne peuvent que voir l’emplacement où ils se trouvent. Le JWST bénéficie aussi d’une excellente résolution spectrale (ie. la capacité de séparer des longueurs d’onde proches), du manque d’atmosphère qui affecte les mesures faites sur la Terre. Ceci étant dit, observer Mars avec le JWST ne sera pas tâche aisée! En effet, ce télescope a été conçu pour détecter des sources extrêmement distantes et faibles. Or, Mars est proche et brillante. Les observations devront donc être très soigneusement agencées de manière à éviter d’éblouir les instruments délicats du JWST.

    Ce qui est aussi très important, observer Mars permettra de tester la capacité du JWST à suivre des objets qui se déplacent dans le ciel, ce qui est d’un extrême intérêt, avec les conséquences que l’on peut imaginer, pour pouvoir étudier notre système solaire.

  • L’Eau et le Méthane

    Le sol martien est la fine couche de régolithe trouvée à la surface de Mars. Ses propriétés diffèrent significativement du sol terrestre. Sur Terre, le terme « sol » renvoie généralement à la présence de matière organique.

    Une grande partie de l’eau que Mars avait pu retenir dans le passé s’est perdue au fil du temps à cause des rayons ultraviolet du Soleil qui en brisèrent les molécules. Les chercheurs peuvent estimer la quantité disparue en mesurant l’abondance de deux formes d’eau légèrement différentes dans l’atmosphère de la planète: l’eau normale (H2O) et l’eau lourde (HDO), dans lequel un atome hydrogène est remplacé naturellement par du deutérium. L’hydrogène s’échapperait plus facilement dans l’espace que son isotope plus lourd (le deutérium) et cela biaiserait le rapport de H2O à HDO au fil du temps. Le JWST sera capable de mesurer ce rapport à différentes époques, saisons et endroits.

    Spectres montrant les raies d’absorption du méthane et de de la vapeur d’eau dans l’atmosphère martienne. Les graphes B et C correspondent, respectivement, à des données acquises le 20 mars 2003 et le 19 mars 2003. Dans les deux cas, on note que les raies d’absorption sont plus marquées pour les moyennes latitudes de l’hémisphère Nord (Droits réservés – © 2009 Mumma et al., Science, modifié).

    Bien que la plus grande partie de l’eau sur Mars soit enfermée dans de la glace, il n’en demeure pas moins qu’un peu d’eau liquide pourrait exister dans des aquifères souterrains (un aquifère est une formation géologique ou une roche, suffisamment poreuse et/ou fissurée tout en étant suffisamment perméable pour que l’eau puisse y circuler librement). Ces réservoirs potentiels pourraient même héberger une forme de vie. Cette idée fascinante a reçu un regain retentissant lorsqu’en 2003, les astronomes ont détecté du méthane dans l’atmosphère de Mars. Ce méthane pourrait être produit par des bactéries, mais il pourrait aussi provenir de processus géologiques. Quoiqu’il en soit, la présence d’eau et de méthane aux mêmes endroits sur Mars est interprétée par plusieurs chercheurs comme un indice supplémentaire de la possibilité de l’existence d’une vie (voir le communiqué de presse de l’ESA).

    Les données obtenues par le JWST pourraient fournir de nouveaux indices de premier plan sur l’origine de ces plumes de méthane (voir plus de détails sur l’article de l’ENS de Lyon en cliquant ici).

    Pour plus d’informations et de détails, voir ce site de la NASA.

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    JWST to Reveal Secrets of the Red Planet

    The planet Mars has fascinated scientists for over a century. Today, it is a frigid desert world with a carbon dioxide atmosphere 100 times thinner than Earth’s. But evidence suggests that in the early history of our solar system, Mars had an ocean’s worth of water. JWST will study Mars in the frame of a GTO program to learn more about the planet’s transition from wet to dry, and what that means about its past and present habitability.

  • Webb’s advantages and challenges
  • Mars has been visited by more missions than any other planet in our solar system. It is currently orbited by six active spacecraft, while two rovers trundle across its surface. Webb offers several capabilities that complement these up-close missions.

    One key asset is Webb’s ability to take a snapshot of the entire disk of Mars at once. Orbiters, in contrast, take time to make a full map and therefore can be affected by day-to-day variability, while rovers can only measure one location. Webb also benefits from excellent spectral resolution (the ability to measure small differences in wavelengths of light) and a lack of interfering atmosphere that plagues ground-based measurements from Earth.

    That said, observing Mars with Webb will not be easy. “Webb is designed to be able to detect extremely faint and distant targets, but Mars is bright and close,” explained Geronimo Villanueva of NASA’s Goddard Space Flight Center, Mars lead on the GTO project. As a result, the observations will be carefully designed to avoid swamping Webb’s delicate instruments with light.

    “Very importantly, observations of Mars will also test Webb’s capabilities in tracking moving objects across the sky, which is of key importance when investigating our solar system,” said Stefanie Milam at NASA’s Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Md. who is coordinating the solar system program with Webb.

  • Water and methane

    Much of the water Mars once held was lost over time due to ultraviolet light from the Sun breaking apart water molecules. Researchers can estimate how much water vanished by measuring the abundance of two slightly different forms of water in Mars’ atmosphere – normal water (H2O) and heavy water (HDO), in which one hydrogen atom is replaced by naturally occurring deuterium. The preferential escape of lighter hydrogen over time would then lead to a skewed ratio of H2O to HDO on Mars, indicative of how much water has escaped into space. Webb will be able to measure this ratio at different times, seasons and locations.

    Although most of the water on Mars is locked up in ice, the possibility remains that some liquid water could exist in underground aquifers. These potential reservoirs could even host life. This intriguing idea received a boost in 2003, when astronomers detected methane in the Martian atmosphere. Methane could be generated by bacteria, although it could also come from geological processes. Data from Webb could provide new clues to the origin of these methane plumes.

    Fore more details see this NASA web site.

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    TESS : le Satellite pour un Relevé des Transits d’Exoplanètes

    Les Missions d’exoplanètes de la NASA

    Le satellite de relevé de transits d’exoplanètes (Transiting Exoplanet Survey Satellite, TESS) est une mission de la NASA sélectionnée en 2013 comme mission d’astrophysique dans le cadre du programme Explorers.

    Cette animation montre une diminution de la luminosité d’une étoile, qui pourrait indiquer la présence d’une planète qui passe devant son disque : c’est ce que l’on appelle un transit.
    Credits: NASA’s Goddard Space Flight Center

    TESS découvrira des milliers de nouvelles terres et super-terres qui transiteront les étoiles les plus brillantes et les plus proches. Dans le cadre d’un sondage de deux ans sur le voisinage solaire, TESS surveillera plus de 200 000 étoiles pour déceler temporairement les variations de luminosité causées par les transits planétaires. Ce tout premier relevé spatial concernera des planètes allant des géantes terrestres aux géantes gazeuses, dans un large éventail de types stellaires et de distances orbitales. Aucune enquête au sol ne peut réaliser cet exploit.

    Les étoiles observées par TESS seront 30 à 100 fois plus brillantes que celles étudiées par le satellite Kepler; ainsi, les planètes TESS devraient être beaucoup plus faciles à caractériser par des observations de suivi, lesquelles fourniront des mesures précises de leurs masses, leurs tailles et leurs densités, et décèleront leurs caractéristiques atmosphériques.

    Par exemple, TESS fournira des cibles de choix pour une caractérisation plus poussée et plus détaillée qui sera réalisée avec le JWST, ainsi qu’avec d’autres grands télescopes terrestres et spatiaux du futur. L’héritage de TESS sera un catalogue des étoiles les plus proches et les plus brillantes hébergeant des exoplanètes en transit, qui constitueront les cibles les plus favorables pour des investigations détaillées dans les décennies à venir.

    Le projet Kepler a fourni des perspectives révolutionnaires quant à la population d’exoplanètes dans nos galaxies; parmi les découvertes faites à partir des données de Kepler, il y a le fait que les membres les plus communs de la famille des exoplanètes sont des Terres terrestres et des Super-Terres. Cependant, la majorité des exoplanètes trouvées par Kepler orbite des étoiles lointaines et de faible luminosité. Ceci, combiné avec la taille relativement petite des Terres et des Super-Terres, signifie que peu d’entre elles peuvent être actuellement caractérisées proprement avec des observations de suivi.

    TESS a une longue histoire, commençant comme petite mission à financement privé en 2006. Elle a commencé avec le soutien financier de sociétés privées, y compris Google, la Fondation Kavli, et les donateurs du Massachusetts Institute of Technology (MIT). Cela a changé en 2008, lorsque le MIT a proposé TESS comme mission d’astrophysique officielle de la NASA, en la restructurant en une mission de classe Small Explorer (SMEX). Après n’avoir pas été sélectionnée dans ce processus concurrentiel en raison du manque de ressources de la NASA, TESS a été proposée de nouveau à la NASA en 2010 comme mission Explorer (EX). C’est la première mission de cette nouvelle classification. En 2013, TESS a été sélectionnée et la NASA a commencé le développement du projet. L’Institut Kavli de technologie pour l’astrophysique (MKI) du MIT est resté un partenaire originel dans les contours de la mission actuelle, rejoignant la NASA dans la prochaine recherche de nouveaux mondes.

    La mission de TESS sera basée sur la plate-forme LEOStar-2 d’Orbital, un vaisseau spatial flexible et performant pour la science de l’espace et de la Terre, la télédétection et d’autres applications. LEOStar-2 peut accueillir diverses interfaces d’instrument, fournir une puissance utile moyenne de 2 kilowatts en orbite et supporter des charges utiles jusqu’à 500 kilogrammes. Les options de performance incluent la redondance, la capacité de propulsion, les communications à haut débit et le pointage à haute agilité / haute précision. TESS sera le huitième vaisseau spatial basé sur LEOStar-2 construit pour la NASA. Les missions précédentes comprennent SORCE, GALEX, AIM, NuSTAR et OCO-2.

    La charge utile comprend quatre caméras identiques et une unité de traitement des données (DHU). Chaque caméra est constituée d’un ensemble de lentilles avec sept éléments optiques et d’un ensemble de détecteurs avec quatre CCD et leur électronique associée. Les quatre caméras sont montées sur une seule plaque. Le diamètre de chacun des 4 télescopes de TESS (un par caméra), relativement modeste, est de 100 mm. Chacune des caméras a un champ de vision de 24 ° × 24 °. Les CCD observeront dans une gamme de longueurs d’onde de 0,6 à 1 micron.

    TESS sera propulsée par une fusée Falcon 9 sur une orbite qui se situera entre 120 000 km (périapside) et 400 000 km (apoapside), avec une période de 13,7 jours, et une inclinaison de 40° par rapport au plan de l’écliptique.
    Flacon 9 est une fusée à deux étages conçue et fabriquée par SpaceX pour le transport fiable et sûr de satellites et pour mettre en orbite le vaisseau spatial Dragon. Pour être la première fusée complètement développée au 21ème siècle, Falcon 9 a été conçue sur la base d’une exigence de fiabilité maximum. La configuration simple à deux étages de Falcon 9 minimise le nombre d’événements de séparation, et avec neuf moteurs pour la propulsion du premier étage, elle peut accomplir sa mission en toute sécurité, même en cas de coupure d’un de ses moteurs.

    Falcon 9 est entré dans l’histoire en 2012 en plaçant parfaitement Dragon sur son orbite pour un rendez-vous avec la Station Spatiale Internationale (SSI), faisant de SpaceX la première compagnie commerciale à avoir visité la station. Depuis lors, SpaceX a effectué plusieurs vols vers la station spatiale, en assurant à la fois la livraison et le retour de matériel pour le compte de la NASA. Falcon 9, avec le vaisseau spatial Dragon, ont été conçu dès le départ pour transporter des humains dans l’espace et, en vertu d’un accord avec la NASA, SpaceX travaille activement à la réalisation de cet objectif.

    La date de lancement de TESS est prévue pour juin 2018, depuis Cap Canaveral, en Floride.

    La station de l’US Air Force à Cap Canaveral, en Floride

    Pour plus d’informations sur TESS, voir le Site TESS de la NASA.

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    TESS — Transiting Exoplanet Survey Satellite

    The NASA Exoplanet missions

    The Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) is an Explorer-class planet finder. In the first-ever spaceborne all-sky transit survey, TESS will identify planets ranging from Earth-sized to gas giants, orbiting a wide range of stellar types and orbital distances. The principal goal of the TESS mission is to detect small planets with bright host stars in the solar neighborhood, so that detailed characterizations of the planets and their atmospheres can be performed.

    TESS will monitor the brightnesses of more than 200,000 stars during a two year mission, searching for temporary drops in brightness caused by planetary transits. Transits occur when a planet’s orbit carries it directly in front of its parent star as viewed from Earth. TESS is expected to catalog more than 1,500 transiting exoplanet candidates, including a sample of ∼500 Earth-sized and ‘Super Earth’ planets, with radii less than twice that of the Earth. TESS will detect small rock-and-ice planets orbiting a diverse range of stellar types and covering a wide span of orbital periods, including rocky worlds in the habitable zones of their host stars.

    TESS will discover thousands of exoplanets in orbit around the brightest stars in the sky. In a two-year survey of the solar neighborhood, TESS will monitor more than 200,000 stars for temporary drops in brightness caused by planetary transits. This first-ever spaceborne all-sky transit survey will identify planets ranging from Earth-sized to gas giants, around a wide range of stellar types and orbital distances. No ground-based survey can achieve this feat.

    TESS will be launched by a Falcon 9 rocket. It is a two-stage rocket designed and manufactured by SpaceX for the reliable and safe transport of satellites and the Dragon spacecraft into orbit. As the first rocket completely developed in the 21st century, Falcon 9 was designed from the ground up for maximum reliability. Falcon 9’s simple two-stage configuration minimizes the number of separation events — and with nine first-stage engines, it can safely complete its mission even in the event of an engine shutdown. The TESS mission will be based on Orbital’s LEOStar-2 platform, a flexible, high-performance spacecraft for space and Earth science, remote sensing and other applications. LEOStar-2 can accommodate various instrument interfaces, deliver up to 2 kilowatt orbit average payload power, and support payloads up to 500 kilograms. Performance options include redundancy, propulsion capability, high data rate communications, and high-agility/high-accuracy pointing. TESS will be the eighth LEOStar-2 based spacecraft built for NASA. Previous missions include SORCE, GALEX, AIM, NuSTAR and OCO-2 spacecraft.

    The TESS payload consists of four identical cameras and a Data Handling Unit (DHU). Each camera consists of a lens assembly with seven optical elements, and a detector assembly with four CCDs and their associated electronics. All four cameras are mounted onto a single plate.
    Each of the four cameras has:

  • 24° × 24° Field-of-View
  • 100 mm effective pupil diameter
  • Lens assembly with 7 optical elements
  • Athermal design
  • 600nm – 1000nm bandpass
  • 16.8 Megapixel, low-noise, low-power, MIT Lincoln Lab CCID-80 detector
  • Falcon 9 made history in 2012 when it delivered Dragon into the correct orbit for rendezvous with the International Space Station, making SpaceX the first commercial company ever to visit the station. Since then SpaceX has made multiple flights to the space station, both delivering and returning cargo for NASA. Falcon 9, along with the Dragon spacecraft, was designed from the outset to deliver humans into space and under an agreement with NASA, SpaceX is actively working toward that goal.

    The Cap Canaveral Air Force Station ,in Florida

    The TESS launch date is foreseen in June 2018 from Cap Canaveral, Florida.

    Fore more informations on TESS, see the TESS NASA Web Site

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    Le lancement du JWST est reporté à Mai 2020!

    La NASA a annoncé le 27 mars 2018, dans un communiqué officiel, que le lancement du JWST avec une fusée Ariane depuis la base de Kourou en Guyane Française, est reporté à …. mai 2020!
    La raison de ce report serait la nécessité de conduire de nouveaux tests portant sur l’intégration du télescope au vaisseau spatial et d’effectuer une nouvelle évaluation de l’ensemble, afin de s’assurer du succès de cette mission d’une extraordinaire complexité technologique.

    Parallèlement, l’Institut Scientifique du Télescope Spatial (STScI, à Baltimore) vient d’informer que la date de soumission des propositions GO pour le Cycle 1 était reportée au 1er février 2019 (au plus tôt). Un nouvel agenda sera prochainement établi, après consultation du comité des utilisateurs du JWST, des membres du projet appartenant à la NASA, et des représentants des agences spatiales européenne (ESA) et canadienne (ASC). Les demandes de temps déjà soumises ne seront pas évaluées, et devront être re-soumises en temps utile (qui sera communiqué ultérieurement).

    Voir l’annonce officielle (en anglais) sur le site de la NASA.

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    JWST’s Launch Window Postponed to May 2020

    An official announcement from NASA informs that the Webb Observatory Requires More Time for Testing and Evaluation; a new launch window is under review.
    The JWST currently is undergoing final integration and test phases that will require more time to ensure a successful mission. After an independent assessment of remaining tasks for the highly complex space observatory, Webb’s previously revised 2019 launch window now is targeted for approximately May 2020.
    See the NASA web site.

    In parallel, the Space Telescope Science Institute has emmitted an other announcement which states that:
    « Based on recommendations made by the JWST Standing Review Board, NASA is re-scheduling JWST’s launch window for 2020. Given those circumstances, STScI will delay the Cycle 1 GO/AR proposal deadline until no earlier than February 1 2019. A revised proposal schedule will be developed in consultation with the JWST Users Committee, the JWST Project and representatives from the European and Canadian Space Agencies. Proposals already submitted in response to the Cycle 1 Call will not be carried over and will need to be resubmitted. »

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    Les Planètes Extra-Solaires dans le Programme H-2010

    Sept instituts européens s’associent pour l’étude des planètes extra-solaires.
    Sous la coordination du Département d’Astrophysique du CEA-Irfu, sept laboratoires en Europe se sont associés dans le cadre du projet européen Horizon-2020 baptisé ExoplANETS-A [1], pour combiner leur expertise dans l’étude des planètes extra-solaires. La réunion de lancement du projet vient de se tenir à Bruxelles et le projet se déroulera sur les trois prochaines années. Dans le cadre de ce projet, de nouveaux outils d’étalonnage et d’extraction de données, ainsi que des outils d’analyse basés sur des modèles 3D d’atmosphères d’exoplanètes, seront développés permettant d’exploiter au mieux l’ensemble des observations futures des exoplanètes, notamment par le télescope spatial James Webb dont le lancement est prévu en 2019.

    Le défi de l’étude des nouvelles planètes

    Depuis l’annonce de la découverte de la première planète extra-solaire en 1995, les vingt années suivantes ont vu un développement exceptionnellement rapide dans ce domaine. Les exoplanètes connues, environ 4000 à ce jour, montrent déjà à quel point les planètes de notre Galaxie peuvent être diverses. Alors que la découverte croissante d’exoplanètes démontre un domaine d’activité important, le sondage et la caractérisation de leurs atmosphères viennent de commencer et se développent très rapidement. On peut apprendre beaucoup des observations spectroscopiques d’une atmosphère d’exoplanètes; la composition moléculaire des atmosphères d’exoplanètes géantes peut retracer la formation et l’évolution de la planète; l’atmosphère des exoplanètes rocheuses peut révéler des gaz trahissant l’existence de vie. Cependant, les observations sont difficiles parce que le signal est souvent noyé dans le bruit systématique des instruments et des télescopes.

    Vue d’artiste de la diversité des systèmes exoplanétaires (Crédits: ESA/ C. Carreau).

    Pour faire face aux défis posés par l’observation des exoplanètes, sept laboratoires en Europe ont décidé d’unir leurs efforts et d’associer leur expertise dans ce domaine. Le projet européen Horizon-2020 ExoplANETS-A, sous la coordination du CEA Saclay, a ainsi pour but de développer de nouveaux outils pour exploiter au mieux les données existantes des archives de l’Agence spatiale européenne (ESA) (pour les observations du télescope spatial Hubble) combinées avec les archives de l’Agence spatiale étasunienne (NASA) (pour les télescopes spatiaux Spitzer et Kepler) et de produire une caractérisation homogène et fiable des atmosphères d’exoplanètes. De plus, pour modéliser avec succès l’atmosphère d’une exoplanète, il est nécessaire d’avoir une bonne connaissance de l’étoile hôte. À cette fin, le projet collectera une base de données cohérente et uniforme des propriétés pertinentes des étoiles hôtes provenant des archives spatiales de l’ESA (pour les observatoires spatiaux XMM-Newton et Gaia), combinées avec des missions spatiales internationales et des données au sol.

    La planète K2-33 b, représentée sur cette vue d’artiste, est l’une des plus jeunes exoplanètes
    détectées à ce jour. Crédits NASA/JPL-Caltech

    Ces catalogues d’exoplanètes et d’étoiles-hôtes seront accompagnés de modèles numériques pour évaluer l’importance des interactions étoile-planète, par exemple les effets de la «météorologie spatiale» de l’étoile sur son système planétaire. Les connaissances acquises dans le cadre de ce projet seront publiées dans des revues scientifiques évaluées par des pairs et des outils de modélisation seront rendus publics. Les résultats seront également largement diffusés via des conférences scientifiques internationales et des articles dans les médias scientifiques généraux.
    Outre la fourniture de produits de données de haut niveau, d’outils, de modèles et de publications scientifiques de pointe, le projet permettra d’exploiter rapidement les données du télescope spatial James Webb – successeur de Hubble, qui sera très productif et il sera également une excellente préparation aux missions spatiales dédiées à l’étude des atmosphères d’exoplanètes, telles que la future mission ARIEL acceptée comme mission M4 par le SPC de l’ESA, le 20 mars 2018.

    Le Programme Horizon-2020:

    Un article d’actualité annonçant les différents scénarios pour la suite du programme H2020 (quel avenir pour la recherche et l’innovation en Europe?) a été publié par fournisseur-energie et peut se trouver ici (crédits à ®www.fournisseur-energie.com).


    Contact : Pierre-Olivier LAGAGE

    [1] ExoplANETS-A – Collaboration : Département d’Astrophysique (DAp) du CEA-Saclay (France), INTA (Institut national de technique aérospatiale) en Espagne, MPIA (Institut Max Planck pour l’Astronomie) en Allemagne, l’Université College de Londres, Université de Leicester au Royaume-Uni, SRON (Institut néerlandais de recherche spatiale) aux Pays-Bas et Université de Vienne en Autriche. Ce projet a été financé par le programme de recherche et d’innovation Horizon 2020 de l’Union européenne en vertu de la convention de subvention n ° 776403.

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    ARIEL Selected as M4 mission by ESA

    ARIEL (Atmospheric Remote-sensing Exoplanet Large-survey) is one of the three candidate missions selected by the European Space Agency (ESA) for its next medium-class science mission (M4) due for launch in 2028 (see the official ESA announcement). ARIEL will be an extension of the exoplanet programs which will be caried out by the JWST.

    The goal of the ARIEL mission is to investigate the atmospheres of several hundreds planets orbiting distant stars in order to address the fundamental questions on how planetary systems form and evolve (see a description of the program here).

    During its 4-year mission, ARIEL will observe 1000 planets exoplanets ranging from Jupiter- and Neptune-size down to super-Earth size in the visible and the infrared with its meter-class telescope. The analysis of ARIEL spectra and photometric data will allow to extract the chemical fingerprints of gases and condensates in the planets’ atmospheres, including the elemental composition for the most favorable targets. It will also enable the study of thermal and scattering properties of the atmosphere as the planet orbit around the star.

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    ARIEL a été sélectionné comme mission M4 par l’ESA

    ARIEL, le projet qui se propose de réaliser un grand relevé de téléobservations atmosphériques des exoplanètes (Atmospheric Remote-sensIng Exoplanet Large-survey) est l’une des 3 missions candidates sélectionnées le 20 mars 2018 comme M4 (cf. de classe moyenne) par l’Agence Spatiale Européenne (voir l’annonce officielle de l’ESA). Il ne fait aucun doute que les études qui seront réalisées par ARIEL seront dans la continuation de celles menées avec le JWST sur les exoplanètes.

    Le lancement est prévu pour 2028. L’objectif d’ARIEL est d’étudier les atmosphères de plusieurs centaines de planètes qui orbitent des étoiles lointaines, afin d’aborder la question fondamentale qui est de savoir comment se forment et évoluent les systèmes planétaires. Une description (en anglais) du programme peut se trouver, par exemple,(ici).

    Au cours de sa mission qui devrait durer 4 ans, ARIEL observera (avec un télescope d’environ 1 m) dans le visible et l’infrarouge, un millier d’exoplanètes dont les dimensions vont de celles de Jupiter et Neptune jusqu’à celle de la Terre. L’analyse des spectres et des données photométriques qui seront obtenus permettra d’extraire les signatures chimiques de gaz et des condensats (ie. produits de condensation) dans les atmosphères des planètes, y compris leur composition élémentaire pour les cibles les plus favorables. Elle permettra aussi d’étudier les propriétés thermiques et de diffusion de l’atmosphère pendant la révolution de la planète autour de l’étoile.

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    First article describing an ERS programme published in “astro-ph” to appear in PASP.

    The first scientific article describing an ERS programme has been published in “astro-ph”, on March 15th, 2018, and will appear in the Publications of the Astronomical Society of the Pacific.

     Jacob Bean and collaborators (among which are included several members of the French MICE, MIRI Centre of Expertise) report their ERS exo-planets program with the JWST (Bean et al., 2018, arXiv:1803.04985).

     

    ABSTRACT

     

    The James Webb Space Telescope (JWST) presents the opportunity to transform our understanding of planets and the origins of life by revealing the atmospheric compositions, structures, and dynamics of transiting exoplanets in unprecedented detail. However, the high-precision, time-series observations required for such investigations have unique technical challenges, and prior experience with Hubble, Spitzer, and other facilities indicates that there will be a steep learning curve when JWST becomes operational. In this paper we describe the science objectives and detailed plans of the Transiting Exoplanet Community Early Release Science (ERS) Program, which is a recently approved program for JWST observations early in Cycle 1.

    Example Spitzer/IRAC 4.5 um phase curve for the hot Jupiter HD189733b. The dominant instrumental signal in the
    raw photometry (periodic variations and long-term drift) is due to intrapixel sensitivity variations, coupled with an undersampled
    PSF and telescope pointing variations. Gaps in the coverage are due to spacecraft downlink breaks. We expect qualitatively
    similar instrument systematics for JWST time-series observations. Our ERS program is designed to deliver representative
    datasets to the community to accelerate the development of strategies for modeling and removing these e ects. Figure adapted
    from Knutson et al. (2012).

    We also describe the simulations used to establish the program. The goal of this project, for which the obtained data will have no exclusive access period, is to accelerate the acquisition and diffusion of technical expertise for transiting exoplanet observations with JWST, while also providing a compelling set of representative datasets that will enable immediate scientific breakthroughs. The Transiting Exoplanet Community ERS Program will exercise the time-series modes of all four JWST instruments that have been identified as the consensus highest priorities, observe the full suite of transiting planet characterization geometries (transits, eclipses, and phase curves), and target planets with host stars that span an illustrative range of brightness. The observations in this program were defined through an inclusive and transparent process that had participation from JWST instrument experts and international leaders in transiting exoplanet studies.

    The targets have been vetted with previous measurements, will be observable early in the mission, and have exceptional scientific merit. Community engagement in the project will be centered on a two-phase

    Data Challenge that culminates with the delivery of planetary spectra, time-series instrument performance reports, and open-source data analysis toolkits in time to inform the agenda for Cycle 2 of the JWST mission.

     

    To read the paper Bean_et_al_2018

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