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Le projet PASTIS confirme l'existence des exoplanètes grâce à un nouveau logiciel

L'augmentation récente des détections d'exoplanètes soutient l'espoir de trouver d'autres mondes habitables, mais elle soulève aussi des questions sur l'exactitude des logiciels actuels de détection. Y a-t-il vraiment une exoplanète là où nous pensons en avoir détectée une? Le projet PASTIS propose un nouveau logiciel pour lever le doute.
Le projet PASTIS confirme l'existence des exoplanètes grâce à un nouveau logiciel
De nouveaux instruments de détection d'exoplanètes, plus performants, sont en cours de mise en place. Mais quelles que soient leurs performances intrinsèques, la détection et la caractérisation d'exoplanètes de faible masse est toujours limitée par divers facteurs, d'ordre astrophysique ou venant de l'instrument. Il est particulièrement difficile de caractériser avec précision l'étoile hôte, et de modéliser ses oscillations ainsi que les faux positifs.

Selon le professeur Alexandre Santerne, boursier Marie Curie du Centro de Investigação em Astronomia e Astrofísica de l'université de Porto au Portugal, et coordinateur du projet PASTIS (Planet Analysis and Small Transit Investigation Software), pour surmonter ces difficultés à la détection de planètes de taille terrestre, il faut en tenir compte afin d'apporter des améliorations majeures aux logiciels d'analyse.

Ce projet sur deux ans visait d'abord à intégrer ces améliorations dans le logiciel PASTIS du professeur Santerne, dans l'espoir d'utiliser les données de CoRoT, Kepler et HARPS pour valider de nouvelles planètes de faibles taille et masse.

Selon vous, quelles sont les principales limitations des logiciels d'analyse des données?

En matière d'exoplanètes, à tout le moins, le problème principal est le manque de connaissances sur l'étoile hôte et en particulier sa variabilité (granulation, taches et cycle magnétique). Même dans le cas du Soleil, de récentes observations très précises ont montré que les meilleures techniques d'analyse échoueraient probablement à détecter ou caractériser les planètes les plus proches.

Du fait de ces incertitudes sur la variabilité de l'étoile, les logiciels d'analyse ne peuvent faire le tri entre les signaux résultant de la variabilité et ceux causés par des planètes. En conséquence, une proportion notable des petites planètes «détectées» à ce jour pourrait tout simplement ne pas exister. Comme je l'explique dans les communications, si nous trouvons une planète de type terrestre dans la zone habitable de l'étoile la plus proche, nous pourrions être tentés d'y envoyer une mission d'exploration (très coûteuse). Et si la détection était une erreur? Ce serait un désastre!

Le logiciel PASTIS existait avant le lancement du projet. Quelles sont ses particularités par rapport aux autres solutions?

Le concept de PASTIS est radicalement différent de celui des autres solutions en Europe. Dans leur majorité, les autres logiciels ont été conçus pour fournir avec le maximum d'exactitude et de précision les paramètres d'un système. L'objectif de PASTIS est tout autre: il s'agit d'estimer la probabilité qu'un système planétaire supposé ne soit pas en fait autre chose, et dans la plupart des cas quels qu'en soient les paramètres. C'est une différence fondamentale. Nous ne cherchons pas à savoir si la planète orbite en 12,1 ou 12,2 jours, mais s'il y a vraiment une planète sur cette orbite. C'est le but de PASTIS.

Quels genres d'améliorations visiez-vous?

Le but initial était d'intégrer à PASTIS des modèles stellaires, pour mieux valider les petites exoplanètes et les caractériser, en particulier dans le cas d'étoiles variables.

Nous sommes à quelques mois de la fin du projet. Estimez-vous être en bonne voie d'atteindre vos objectifs initiaux?

Pas totalement. Certains de ces objectifs ont été testés, mais se sont traduit par un fort ralentissement du logiciel, au point qu'il aurait été impossible de valider de nouvelles planètes pendant la durée du projet. J'ai donc cherché d'autres solutions pour atteindre les objectifs, tout en conservant un logiciel assez rapide. Dans la plupart des cas, j'y suis arrivé. Les principaux objectifs d'amélioration du logiciel sont désormais implémentés et validés.

Quelle était la nature du problème?

La principale difficulté était d'améliorer le logiciel en termes de complexité, sans allonger la durée du traitement. C'était clairement le point le plus délicat, et il a fallu faire appel à d'autres solutions. Comme toujours en physique, lorsque nous devons gérer un système trop complexe, nous essayons de trouver des approximations raisonnables.

Et qu'en est-il de la validation de nouvelles planètes, un autre de vos principaux objectifs?

PASTIS a en effet validé et publié de nouvelles planètes: K2-19 b et c (a system of two Neptune-size planets — Armstrong, Santerne et al., 2015) et WASP-121 b (an interesting hot Jupiter — Delrez, Santerne et al., 2016). D'autres systèmes sont en cours d'analyse, avec des planètes de la taille de la Terre.

Quels sont vos plans jusqu'à la fin du projet et après?

Grâce à la bourse Marie Curie, je viens d'obtenir un poste en faculté à Marseille en France, à partir de la rentrée. Je continuerai donc à développer et utiliser le logiciel PASTIS pour valider des exoplanètes, ainsi que pour la préparation de la mission spatiale PLATO de l'ESA. Je compte en particulier exploiter de nouvelles données de la mission GAIA, afin d'améliorer la validation des planètes dans PASTIS. Une autre de mes priorités pour les prochaines années est d'améliorer le programme afin de le rendre encore plus rapide.

PASTIS
Financé au titre de FP7-PEOPLE
page du projet sur CORDIS

Source: Entretien extrait du magazine research*eu consacré aux résultats, n° 53 p.4-5

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Numéro d'enregistrement: 125600 / Dernière mise à jour le: 2016-06-22
Catégorie: Entretiens
Fournisseur: ec