Synthese argumenté A la recherche ... d’une exoplanète

Hamelin Valentin

Synthèse argumentée

A la recherche … d’une exoplanète

L’étude portera sur l’analyse de cinq documents. Le premier document est un texte scientifique issue d’un manuel scolaire et de l’encyclopédie en ligne Wikipédia. Ce texte définit le principe de l’exoplanète ainsi que la méthode utilisée pour les trouver basées sur l’effet doppler. Le deuxième document nous présente des schémas qui nous explique le fonctionnement du mouvement périodique existant l’exoplanète et l’étoile. Le troisième document est un texte scientifique issue d’un site internet qui nous présente la définition de la vitesse radiale. Le quatrième document qui est un spectre d’absorption d’une étoile issue d’un manuel scolaire. Enfin le cinquième document est un graphique représentant la vitesse radiale d’une étoile en fonction du temps. Grace à l’analyse de ces documents nous allons donc pouvoir répondre à la question posée qui est : « Pourquoi est-il difficile de détecter une exoplanète et comment l’effet Doppler permet d’y parvenir ? »

Une exoplanète est « une planète en orbite autour d’une étoile autre que le soleil » (document 1). La découverte de l’existence d’exoplanète qui débuta en 1990 a été tardives car ces exoplanètes, de part leur petite taille et de leur faible luminosité, sont difficiles à détecter. Ainsi leur détection à été rendu possible grâce à une méthode basée sur l’effet Doppler.

Cette méthode de détection de l’exoplanète consiste à analysée le spectre d’absorption de la lumière de l’étoile autour de laquelle gravite l’exoplanète et donc grâce à l’effet Doppler, de détecté les perturbations faites par l’exoplanète à condition que cette dernière soit suffisamment massive et proche de son étoile.

De plus l’effet Doppler permet de détecter la présence d’une exoplanète de par la détermination de la vitesse radiale de l’étoile. En effet, le système à 2 corps que constitue l’étoile et l’exoplanète décrit un mouvement périodique autour du barycentre (le centre de masse qui se trouve proche de l’étoile car elle est plus massive) du système. Ainsi on remarque que durant une demie période du mouvement l’étoile se rapproche de l’observateur et s’en éloigne durant l’autre demie période.

L’étoile est donc mise en mouvement, lorsqu’une exoplanète orbite autour d’elle, à une vitesse radiale qui varie en fonction du mouvement de l’exoplanète par rapport à un observateur supposé fixe. Par convention, la vitesse radiale obtenue est positive quand l’étoile s’éloigne et négative quand l’étoile se rapproche.

Ainsi les spectres du document 4 nous montre un décalage vers le bleu durant 6 jours ce qui correspond au moment ou l’étoile se rapproche de la terre. Puis nous observons un décalage vers le rouge durant 5 jours, l’étoile s’éloigne de la terre. Ces spectres ont donc une périodicité de 11 jours.

Ainsi, dans le cas où il existerait une exoplanète autour de l’étoile étudié, on remarquerait une variation de la vitesse radiale qui serait positive puis négative.  On constate d’après le graphique que la vitesse radiale de l’étoile étudié varie de façon périodique avec une période de 11 jours. Ainsi l’effet Doppler permet de détecter un mouvement périodique d’une étoile qui est dû à la force gravitationnelle qu’exerce l’étoile sur l’exoplanète, et à la force égale exercée par la planète sur l’étoile. C’est donc cette variation de vitesse en fonction du temps qui témoigne de la présence d’une exoplanète et permet donc de les détecter

...