Trouver une bonne atmosphère – Le Pr. Jason Rowe de Bishop’s Co-Investigateur de la mission Pandora

Le Pr. Jason Rowe de l’Université Bishop’s, avec l’aide de la Pre. Kelsey Hoffman, Professeure Invitée à Bishop’s, ainsi que de leurs étudiants et ses collaborateurs de la NASA et d’une douzaine d’autres universités et instituts de recherche, sont confiants qu’une nouvelle mission spatiale, nommée Pandora, pourrait les aider à en apprendre davantage au sujet de l’atmosphère des exoplanètes, ce qui permettrait de franchir un autre pas important dans la recherche de vie au-delà de la planète Terre.

En ciblant environ 20 planètes, la mission Pandora déterminerait la composition de leurs atmosphères à l’aide de la méthode éprouvée de la spectroscopie de transit.

Le Pr. Rowe, titulaire de la Chaire de recherche du Canada en Astrophysique exoplanétaire au Département de Physique et astronomie de l’Université Bishop’s, est le Co-Investigateur et membre de l’équipe scientifique principale de la mission projetée. La mission Pandora consisterait d’un petit satellite, il s’agit de l’une des deux missions SmallSat auxquelles la NASA a donné le feu vert pour passer à la prochaine phase de développement dans le cadre du programme Pioneer. Le Laboratoire national Lawrence Livermore, en Californie, ainsi que le Centre de vols spatiaux Goddard, au Maryland, chapeautent la mission Pandora.

« Mon rôle consistera à étudier les atmosphères des planètes et la dynamique des orbites planétaires, » indique le Pr. Rowe. « Nous étudierons les atmosphères en mesurant la diffusion de Rayleigh de la profondeur du transit. Nous étudierons les dynamiques par le biais des variations de la durée des transits qui révéleront les changements de la période orbitale d’une planète par rapport aux perturbations gravitationnelles causées par les autres planètes du système. » Différents éléments chimiques présents dans une atmosphère laissent une signature spécifique dans la lumière qui les traverse, ce qui permet aux observateurs de détecter la présence de différents types de molécules par spectroscopie en analysant la lumière qui a traversé l’atmosphère des exoplanètes. En d’autres termes, la diffusion de Rayleigh explique pourquoi notre ciel est bleu. De plus, la gravité des différentes planètes autour d’un étoile influenceront les orbites les unes des autres, soit en les ralentissant ou en les accélérant légèrement, ce qui permet de mesurer leurs masses.

« La photométrie optique à large spectre permet des mesures précises de profondeur des transits et de l’activité stellaire, » explique le Pr. Rowe. « La spectroscopie infrarouge permet aux chercheurs de déterminer les propriétés chimiques d’une atmosphère planétaire, y compris la présence d’eau. »

Lorsque les planètes passent devant leur étoile – lors d’un transit – la lumière de l’étoile qui traverse leur atmosphère peut être analysée par spectroscopie afin de déterminer la composition chimique de l’atmosphère.

Un des défis pour accomplir ceci réside dans la variabilité de l’éclat de l’étoile notamment en raison des taches solaires, ainsi que de l’atmosphère de l’étoile elle-même.

Pour surmonter ces difficultés, la mission Pandora observerait les planètes sur de longues périodes simultanément dans les spectres visible et infrarouge. De plus le satellite Pandora serait placé dans une orbite terrestre basse, synchronisée avec le Soleil de manière à toujours garder le Soleil sur son arrière, afin de réduire les variations d’éclairage et rendre possible les mesures longues.

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Crédits: Lawrence Livermore National Laboratory and NASA’s Goddard Space Flight Center