SPIRou : un SpectroPolarimètre Infra-Rouge pour découvrir de nouveaux mondes habitables et étudier la naissance des étoiles et des planètes

Le Télescope Canada-France-Hawaii (TCFH) vient d’entériner sa participation au financement de SPIRou. SPIRou est un projet international piloté par l’Institut de Planétologie et d’Astrophysique de Grenoble (France) et l’Université de Montréal, impliquant, outre le TCFH, des institutions du Canada, de la Suisse, du Brésil, de Taiwan et du Portugal. Il s’agit d’un spectropolarimètre doublé d’un vélocimètre de haute précision optimisé pour la détection des exoTerres habitables autour d’étoiles naines rouges, ainsi que pour l’étude de la naissance des étoiles et des planètes. La construction de SPIRou débutera en 2014, pour une intégration à Toulouse en 2016 et une première lumière au TCFH en 2017.

Sommes-nous seuls dans l’Univers ?
Comment les étoiles et les planètes naissent-elles? Comment le champ magnétique influe-t-il sur cette genèse? Notre Terre, qui abrite une importante quantité d’eau liquide à sa surface, est-elle unique en son genre ou n’est-elle qu’une planète assez ordinaire dans la galaxie? Ce sont quelques unes des questions majeures que se posent les spécialistes et le grand public, et auxquelles SPIRou, instrument de nouvelle génération pour le TCFH, se propose d’apporter des réponses originales au cours de la prochaine décennie.

« En plus d’être un spectropolarimètre – c’est à dire un instrument capable de décomposer la lumière des astres dans ses couleurs et dans ses modes vibratoires élémentaires, SPIRou est un vélocimètre de haute précision, pouvant enregistrer les infimes mouvements d’une étoile témoignant de la présence d’une planète en orbite – à la manière d’un radar routier qui flasherait, non pour un excès de vitesse de l’étoile observée, mais pour des variations régulières et périodiques de sa vitesse. » précise René Doyon, directeur de l’Observatoire du Mont-Mégantic, professeur au Département de physique de l’Université de Montréal, membre du CRAQ et co-chercheur principal du projet SPIRou.

SPIRou pourra ainsi partir à la recherche des jumelles de la Terre dans les systèmes planétaires des étoiles naines rouges voisines de notre Soleil. Les atmosphères de ces planètes jumelles pourront ensuite être scrutées, à la recherche d’eau et autres bio-molécules associées à la présence de vie avec le nouveau télescope spatial Webb dont le lancement est prévu en 2018. Le professeur René Doyon est d’ailleurs aussi le chercheur principal de l’équipe de l’instrument FGS/NIRISS de Webb dont la tâche principale est d’étudier les exoplanètes et leur atmosphère.

SPIRou un défi d’envergure sur le plan technologique.
SPIRou doit fonctionner dans l’infrarouge pour observer au mieux les astres froids que sont les étoiles naines rouges. Cela nécessite de plonger le cœur de l’instrument, le spectromètre, dans un cryostat refroidi à la température de l’azote liquide (-200°C) pour éviter que le rayonnement thermique ambiant, omniprésent dans l’infrarouge, n’éclipse la lumière stellaire très ténue que l’on souhaite décrypter. De plus, pour permettre de détecter les mouvements nanométriques des spectres qui trahiront la présence de Terres habitables, la stabilité thermique du cryostat doit être exceptionnelle et garantir une température constante à une précision de quelques millièmes de degrés. Outre sa participation scientifique au projet, l’Université de Montréal, accompagnée de l’Université Laval, a relevé ce défit technologique. L’équipe de l’UdeM est en effet responsable de la partie caméra et détecteur infrarouge de SPIRou tandis que l’Université Laval a apporté son expertise en design optique.

SPIROU sera installé au TCFH, sentinelle des cieux au sommet du Mauna Kea, volcan de 4200 m situé sur la grande île d’Hawaii. Le TCFH est un télescope de 3,6 m exploitant plusieurs instruments de pointe. Bien qu’implanté dans un des meilleurs sites astronomiques du monde, le TCFH n’échappe pas à la concurrence et doit innover en permanence, via une politique scientifique ambitieuse, pour garder une place de premier plan dans un monde de télescopes géants. SPIRou est un des instruments clés qui devrait garantir le futur du télescope sur la prochaine décennie. Le TCFH vient d’entériner sa participation financière à SPIRou, abondant ainsi le budget de construction auquel participe un large consortium international d’Universités et de laboratoires de recherche.

Un partenariat avec le journal de bande dessinée SPIROU est en place pour assurer la diffusion des découvertes vers un jeune public.

Source :
René Doyon
Directeur de l’Observatoire du Mont-Mégantic
Professeur, Département de physique, Université de Montréal
Tél : +1-514-343-6111 ext. 3204 | doyon@astro.umontreal.ca

Renseignements :
Olivier Hernandez, Ph.D.
Relation avec les médias
CRAQ – Université de Montréal
Tél. : 514-343-611,1 poste 4681
olivier@astro.umontreal.ca | @OMM_Officiel | @CRAQ_Officiel

Informations additionnelles :
Les instituts de recherche et les partenaires financiers impliqués dans SPIRou sont:

* Au Canada : l’Université de Montréal (UdeM), l’Observatoire du Mont-Mégantic, l’Université Laval (UL) à Québec et le Conseil national de recherche Canada (CRNC) à Victoria ;

* au niveau international : à Hawaii, le Télescope Canada-France Hawaii (TCFH), en Suisse, l’Observatoire de Genève (OG) à Genève ; au Brésil, le Laboratoire National d’Astrophysique (LNA) à Itajuba, l’Université Fédérale du Rio Grande do Norte (UFRN) à Natal, et l’Université Fédérale du Minas Gerais (UFMG) à Belo Horizonte ; à Taiwan, l’Institut d’Astronomie et d’Astrophysique de l’Academia Sinica (ASIAA) à Taipei ; au Portugal, le Centre d’Astrophysique de l’Université de Porto (CAUP) à Porto. En France, le Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) et le Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche (MESR) ; à Toulouse, l’Université Paul Sabatier (UPS), l’Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), l’Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie (IRAP), la Région Midi-Pyrénées ; à Grenoble, l’Université Joseph Fourier (UJF), l’Observatoire des Sciences de l’Univers de Grenoble (OSUG), l’Institut de Planétologie et d’Astrophysique de Grenoble (IPAG) ; en Ile de France, l’Institut d’Astrophysique de Paris (IAP), l’Observatoire de Paris (OP), le Laboratoire d’Etudes Spatiales et d’Instrumentation en Astrophysique (LESIA), le Laboratoire d’Etudes du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique (LERMA), le Laboratoire Univers et Théories (LUTH), l’Institut de Mécanique Céleste et de Calcul des Ephémérides (IMCCE), le Service d’Astrophysique (SAp) / Laboratoire AIM du Commissariat à l’Energie Atomique (CEA), l’Institut d’Astrophysique Spatiale (IAS) et le Laboratoire Atmosphères, Milieux, Observations Spatiales (LATMOS), la Région Ile de France ; à Marseille, l’Université Aix-Marseille (AMU), l’Institut Pythéas, le Laboratoire d’Astrophysique de Marseille (LAM), et l’Observatoire de Haute-Provence (OHP).

* le Télescope TCFH est un télescope équipé d’un miroir de 3.6 mètres de diamètre. Il est financé suivant les règles d’un accord tripartite signé en 1974 entre le Canada (CNRC), la France (CNRS INSU), et l’Université d’Hawaii – avec des contributions additionnelles du Brésil, de Taiwan, de la Chine et de la Corée.

Illustrations proposées :

Le télescope TCFH au sommet du Mauna Kea (© JC Cuillandre, TCFH) 

Vue d’artiste de la planète habitable découverte autour de
l’étoile naine rouge Gl 581 (© ESO) 

Naissance de nouveaux monde dans la Nébuleuse de l’Aigle (© HST /NASA) 

Les différentes composantes de l’instrument SPIRou)