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Observer une exoplanète

Depuis 1990, plus de 500 planètes extrasolaires (on parle aussi d'exoplanètes) ont été découvertes.
Bien sûr, les moyens d'observations sont variés. Nous ne ferons pas, ici, une énumération des différentes méthodes d'investigations. Toutefois, parmi elles, celle avancée la première fois par Otto Struve, en 1951, consistait à mettre en évidence une variation de l'étoile autour de laquelle gravite la planète. Selon O. Struve, une planète pouvait passer devant l'étoile et faire varier la luminosité de cette dernière.
Cette solution, bien que peu "productive" car elle ne peut concerner qu'un faible pourcentage de système exoplanétaires, a le mérite de pouvoir être mise en pratique par les amateurs.
Aussi, à l'observatoire de Chinon, cela a été fait le 25 décembre 2010 sur Wasp-33b.

Méthode utilisée :
Télescope Newton 320, f = 1900 mm, caméra Audine Kaf 400, prétraitement Iris et réduction sous tableur (Open Office ou Excel).
Choix de l'objet :
Le site tchèque http://var2.astro.cz/ETD fournit nombre d'objets observables et le choix s'est porté sur Wasp-33b. Pourquoi?
Le principal critère a été celui de la variation de luminosité. Pour un premier essai, nous avons tenté avec 0.015 magnitude.
La deuxième condition a été la durée du transit, notre objet présente temps de 163 min.
Et enfin, l'étoile à mesurer est de magnitude 8.3, soit une brillance plus que confortable... peut-être un peu trop, nous verrons pourquoi plus loin.
Ce qui se résume au petit tableau suivant extrait du site tchèque ETD.

Date25 12 2010
Début du transit18h 07 TU
Milieu du transit19h 28 TU
Fin du transit20h 50 TU
Hauteur de l'étoile au milieu du transit79°
Ascension droite2h 26min 51.08s
Déclinaison+37° 33' 02.5"
Variation de magnitude0.015


La mise en évidence nécessitait de prendre au moins une demie-heure avant le début et après la fin du transit. Malheureusement, le crépuscule a quelque peu gêné et il n'y a eu qu'une quinzaine de minutes qui ont précédé le début. Après avoir synchronisé l'ordinateur de l'observatoire, les images ont été prises avec un temps de pose de 2 secondes seulement pour éviter la saturation de la caméra devant l'étoile de magnitude 8,3.
440 images séparées d'une trentaine de secondes ont été prises afin de couvrir l’événement.
Bien sûr, les images nécessaires au prétraitement ont été prises (PLU, offset et noirs).

Extrait champ DSS


Ci-dessous, une des images prises 

L'image, ici, montre peu d'étoiles, ce qui est normal vu le temps de pose de 2s.

Le prétraitement a été fait sous Iris ainsi que les mesures photométriques. Une seule étoile a été prise pour la comparaison.
Le résultat intermédiaire a été traduit sous la forme suivante :

2455556.2485760 -13.446 -12.233 
2455556.2492014 -13.428 -12.237 
2455556.2495399 -13.457 -12.238 
2455556.2498669 -13.447 -12.249 
2455556.2501948 -13.454 -12.243 
2455556.2505218 -13.456 -12.242 
2455556.2508488 -13.440 -12.250 
etc.

La première colonne est le temps de prise d'image en date julienne, la deuxième colonne donne la magnitude de lWasp-33b et la troisième donne celle de l'étoile de comparaison. Les magnitudes sont relatives, ce qui signifie qu'elles ne sont pas exprimées en magnitudes apparentes ni absolues, l'important est la variation d'une magnitude par rapport à l'autre.
Ce qui donne, finalement, la série suivante :

2455556.2485760 -0.013
2455556.2492014 0.009
2455556.2495399 -0.019
2455556.2498669 0.002
2455556.2501948 -0.011
2455556.2505218 -0.014
2455556.2508488 0.01
etc.

Le résultat brut se traduit par le graphe suivant

Enfin, les données chiffrées ont été soumises au site http://var2.astro.cz/ETD
Le résultat est visible sur http://var2.astro.cz/EN/tresca/transit-detail.php?id=1293382491
On y voit notamment la courbe traitée


Conclusion :
Voila une manipulation intéressante. Elle est aisée pour qui a déjà abordé la photométrie notamment dans le domaine des astéroïdes. Techniquement, les prises de vues sont semblables, il n'y a que les post-calculs qui diffèrent un tant soit peu mais cela reste enfantin. Enfin, l'envoi des données est facile via le formulaire du site ETD.

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