Spectographe SPIRou

Le spectropolarimètre infrarouge (SPIRou) est un instrument développé en partenariat entre différents établissements, dont l’Université de Montréal et des chercheurs de Toulouse, de Grenoble, de Genève, de Taipei et de Victoria. Il s’agit d’un spectrographe qui pourra effectuer des mesures de vitesse radiale sur les étoiles de faible masse avec une précision suffisante pour détecter des planètes de la taille de la Terre dans la zone habitable d’étoiles de faible masse. SPIRou sera installé au télescope Canada-France-Hawaii en 2017 et entreprendra un ambitieux relevé d’exoplanètes. SPIRou apportera aussi une aide importante à des missions spatiales à la recherche des transits d’exoplanètes, comme TESS. La découverte d’une exoplanète lors de son transit nous renseigne sur son rayon et sa période orbitale. Des mesures avec un instrument tel SPIRou sont toutefois nécessaires pour en établir la masse, estimer sa densité et contraindre sa composition. SPIRou sera le seul instrument au monde à combiner les caractéristiques suivantes :

  • Une stabilité de 1 m/s, suffisante pour détecter une planète dans la zone habitable autour d’une étoile de faible masse;
  • Une sensibilité dans le proche infrarouge (0,98 à 2,40 µm), couvrant le domaine où les étoiles de faible masse sont les plus brillantes;
  • Une mesure de la polarisation du spectre permettant de différentier la signature des planètes de celle de différents signaux causés par la présence de taches sur l’étoile;
  • Un des meilleurs sites astronomiques au monde, le sommet du Mauna Kea à Hawaii.

Figure 1. Système planétaire découvert autour de la naine rouge Gliese 581. Une des planètes de ce système a une température de surface comparable à celle de Mars.

 

Figure 2. Vue d’artiste de la planète habitable du système de Gliese 581.

 

 

 

 

 

 

En plus de permettre la détection d’un grand nombre de planètes dans le voisinage solaire, plusieurs autres projets scientifiques sont envisagés avec SPIRou, dont :

  • La détection des champs magnétiques sur les étoiles en formation;
  • L’étude de l’atmosphère de certaines exoplanètes qui passent devant leur étoile;
  • L’étude des modèles nuageux à la surface des naines brunes.

L’équipe de SPIRou est composée des chefs de file mondiaux dans les thématiques clés de SPIRou :

  • L’équipe de l’Institut à l’UdeM a conçu de nombreux instruments infrarouges, dont plusieurs pour le CFHT (WIRCAM, CFHTIR, MONICA) et pour d’autres observatoires.
  • L’équipe de l’Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie et de l’Observatoire Midi-Pyrénées (IRAP/OMP), basée à Toulouse, a conçu le spectropolarimètre du CFHT (ESPADONS) qui oeuvre dans le domaine du visible, l’un des instruments les plus utilisés au CFHT actuellement. Le module spectropolarimétrique de SPIRou est largement inspiré de celui d’ESPADONS, mais adapté à l’infrarouge.
  • Les équipes de Genève et de Grenoble sont composées d’experts reconnus dans la mesure des vitesses radiales pour la détection de planètes. L’instrument HARPS, conçu à Genève et manoeuvré au Chili, est l’instrument de mesure des vitesses radiales le plus stable au monde. Il constitut la référence dans le domaine. Le monde d’opération et la conception de SPIRou sont largement inspirés du succès de HARPS.

L’équipe de l’IRAP/OMP héberge la page officielle de SPIRou que vous pouvez consulter pour plus de détails sur le projet, de nombreuses photos des composantes de l’instrument et pour les dernières nouvelles.