Laboratoire Dynamique des Etoiles, des (Exo)-planètes, et de leur environnement

PLATO (PLANetary Transits and Oscillations of stars ) est un satellite explorateur des systèmes exoplanétaires de notre galaxie qui sera lancé fin 2026. C'est la troisième mission de classe moyenne du programme Cosmic Vision de l'ESA.

Objectifs 

Le satellite PLATO observera deux champs de 2150 deg², chacun pendant 2 ans. Ainsi, des exoplanètes de période orbitale jusqu’à 1 an environ pourront être détectées. A ces phases d’observations longues, s’ajoutera une phase dite de "step&stare", pendant laquelle plusieurs champs de 2100 deg² seront observés plusieurs mois chacun. Au total, c’est pratiquement la moitié du ciel qui pourra être couverte par des observations de PLATO. Des centaines de milliers d’étoiles naines froides (>250,000) seront scrutées à la recherche de planètes, parmi lesquelles les plus brillantes (>15,000), avec une magnitude (mv) inférieure à 11 de types spectrales F5-K7, seront mesurées avec une précision suffisante pour détecter et analyser leurs modes d’oscillations. Ces exoplanètes dont l’étoile-hôte sera analysée par sismologie, pourront être caractérisées de façon extrêmement précise : en particulier nous connaîtrons de manière fiable leur taille, leur masse et, surtout, leur âge.

Technologie

Le concept instrumental de PLATO consiste en un ensemble de 24 caméras identiques, entièrement dioptriques, de 120mm de pupille, observant le même champ de 38.5° de diamètre à la cadence d’une image toutes les 25 secondes. Deux caméras supplémentaires observeront un champ plus petit, mais à la cadence de 2,5 secondes, et seront dédiées à la mesure des étoiles les plus brillantes du champ. Chacune de ces caméras est équipée de son propre plan focal, constitué de 4 CCDs de 4510 x 4510 pixels. Les images de chacune de ces caméras sont traitées à bord et les courbes de lumière et de barycentres de toutes les étoiles présentes dans le champ sont mesurées et transmises au sol, indépendamment pour chaque caméra, avant d’être moyennées.
 

Contribution française

Plusieurs laboratoires français du CEA : l'Irfu/DAp-AIM et du CNRS/INSU et du CEA,  : l’IAS, le LESIA, le LAM, l’IRAP, soutenus par le CNES, contribuent à différents aspects de la mission dont : l’étalonnage et les tests thermiques des caméras, le logiciel bord, l’électronique des caméras rapides, et les logiciels scientifiques pour l’analyse des signaux stellaires et planétaires. 

Contributions de l'Irfu

Le Département d’Astrophysique (DAp)-Laboratoire AIM du CEA/Irfu participe à la réalisation de la charge utile instrumentale de la mission PLATO en développant en collaboration avec l’Agence Spatiale Allemande (DLR), l’électronique de lecture des deux caméras dites “rapides”. Cet équipement contribue au traitement à bord des données scientifiques qui permet d’analyser les images autour des étoiles à étudier. De plus, plusieurs chercheurs du DAp contribuent activement au développement de la chaine de traitement des données et à l’amélioration de la modélisation et de la simulation des mécanismes physiques dans les étoiles et les planètes nécessaires à l’exploitation future des données de PLATO.  Par exemple, des progrès récents ont été effectués pour mieux caractériser l’état de rotation interne des étoiles, leur magnétisme et la présence d'un cycle magnétique, le rôle de la binarité des étoiles ainsi que les interactions multiples (marées, magnétiques, rayonnement) entre l’étoile hôte et son cortège de planètes.

Contact  Irfu:

Rafaël Garcia