June 17, 2021

Une éclipse solaire le matin du 10 juin 2021

Le Soleil lors de l’éclipse du 21 août 2017. Crédit : Étienne Artigau

L’Observatoire du Mont-Mégantic et ses partenaires l’Institut de recherche sur les exoplanètes et le Centre de recherche en astrophysique du Québec vous invitent à sortir admirer l’éclipse solaire qui aura lieu au lever de Soleil, le matin du 10 juin 2021. 

Un spectacle rare! 

Une éclipse solaire se produit quand la Lune se place directement entre la Terre et le Soleil, le cachant en partie ou au completDans le sud du Canada, l’éclipse sera partielle, c’est-à-dire que le Soleil ne sera pas complètement caché. À Montréal, l’éclipse sera déjà commencée au lever du Soleil, vers 5h07, et le maximum sera atteint à 5h39. À ce moment, 79% de la surface du Soleil sera cachée par la Lune. Une heure plus tard, à 6h39, l’éclipse sera terminée. 

Cette carte montre les différentes zones où l’éclipse du 10 juin 2021 sera visible au Canada : dans la région bleu foncé, l’éclipse sera annulaire, tandis que dans les régions verte, jaune et rouge, elle sera partielle. À Montréal, qui se trouve dans la zone jaune, le Soleil se lèvera déjà éclipsé. Crédit : ASTROLab du parc national du Mont-Mégantic/À la découverte de l’Univers.

« Les éclipses solaires, même partielles, sont des phénomènes astronomiques rares, car ils ne sont visibles que dans une région limitée du globe. C’est vraiment un spectacle qui vaut la peine d’être admiré! » explique Frédérique Baron, médiatrice scientifique de l’OMM et astrophysicienne à l’Université de Montréal. 

C’est dans un corridor qui s’étire du nord de l’Ontario et du Québec jusqu’en Sibérie, en passant par le Nunavut, que le spectacle sera le plus impressionnant, car la silhouette de la Lune viendra se placer directement sur le Soleil, cachant tout son centre et ne laissant qu’un anneau du Soleil visible.  

« C’est la première fois qu’une telle éclipse — une éclipse annulaire — sera observée dans le ciel québécois depuis 1930 ! » ajoute Nathalie Ouellette, astrophysicienne à l’Université de Montréal 

Envie de profiter de l’éclipse? 

L’Institut et ses partenaires participent à plusieurs initiatives pour vous encourager à vous lever tôt le 10 juin pour apprécier cet événement rare!  

Attention! Il ne faut jamais observer le Soleil directement, pendant une éclipse ou à tout autre moment. Même partiellement éclipsé, le Soleil représente toujours un grave danger pour la rétine. 

« Pour observer le Soleil de manière sécuritaire, il faut utiliser un filtre solaire qui ne laisse passer qu’une infime fraction de la lumièreconforme à la norme [ISO 12312-2 : 2015], ou encore de suivre le spectacle indirectement, en utilisant un mécanisme de projection. » explique Frédérique Baron. 

Des filtres solaires distribués gratuitement dans les bibliothèques à Montréal 

Les fiches d’information munies d’un filtre détachable sont disponibles dans plusieurs bibliothèques de la ville de Montréal. Le filtre permet d’observer le Soleil de manière sécuritaire. Crédit : Espace pour la vie.

À Montréal, ce sont plus de 4 000 filtres solaires qui seront distribués gratuitement grâce à une initiative conjointe de l’OMM, du Planétarium Rio Tinto Alcan d’Espace pour la viedu Centre de recherche en astrophysique du Québecde l’Institut de recherche sur les exoplanètes et de la Société d’astronomie du Planétarium de Montréal 

Pour vous procurer une fiche d’information munie d’un filtre détachable qui permet de regarder le Soleil en toute sécurité, rendez-vous à la Bibliothèque des sciences du Complexe des sciences du campus MIL, à la Bibliothèque de mathématiques et informatique au Pavillon André-Aisenstadt ou dans votre bibliothèque municipale de l’île de Montréal. La plupart de ces dernières en distribueront, à partir du 1er juinFaites vite! Les quantités sont limitées! 

Le Défi Éclipse, une option ludique pour suivre l’éclipse  

On peut créer une projection personnalisée tout simplement avec deux feuilles de papier, comme sur cet exemple avec le logo du Centre de Recherche en Astrophysique du Québec. Crédit : CRAQ.

Même sans filtre solaire, il est possible de suivre l’éclipse en regardant une projection du Soleil, que l’on peut créer très facilement. Le Défi Éclipse, lancé par À la découverte de l’univers, et pour lequel l’iREx est partenaire, vous encourage à créer votre propre système de projection pour suivre l’éclipse de manière sécuritaire.  

« On pourrait penser qu’il est compliqué de créer un système de projection pour observer une éclipse solaire de manière sécuritaire, mais ce n’est pas le cas! » explique Marie-Eve Naud, astrophysicienne à l’Université de Montréal et chargée de projet pour À la découverte de l’univers. « On peut en fabriquer un en moins d’une minute avec deux feuilles et un objet pointu comme un crayon bien aiguiséutiliser une passoire ou un ustensile troué, ou même sans matériel du tout, en utilisant nos mains! ». 

 

Pour vous accompagner le 10 juin, le balado Les Astrophysiciennes est là! 

Le jour même de l’observation, rendez-vous – idéalement avant le lever du Soleil! – dans un endroit où l’horizon est dégagé à l’est-nord-est. Pour accompagner vos observationsun épisode spécial du balado Les Astrophysiciennes sera en ligne très tôt le matin du 10 juin

Vous retrouverez nos astrophysiciennes Frédérique Baron et Nathalie Ouellette, ainsi que des collaborateurs d’Espace pour la vie et d’À la découverte de l’univers, pour en apprendre plus sur les éclipses solaires. 

L’invitation est lancée! Le matin du 10 juin, attrapez votre filtre solaire ou votre dispositif de projection, écoutez Les Astrophysiciennes, et sortez voir l’éclipse! 

Pour plus d’information 

Frédérique Baron, astrophysicienne
Médiatrice scientifique
Observatoire du Mont-Mégantic, Institut de recherche sur les exoplanètes, Université de Montréal
frederique.baron@umontreal.ca  

Nathalie Ouellette, astrophysicienne
Coordonnatrice 
Institut de recherche sur les exoplanètes, Université de Montréal
nathalie.ouellette.2@umontreal.ca 
613-531-1762

Marie-Eve Naud, astrophysicienne
Coordonnatrice scientifique à l’éducation et au rayonnement
Institut de recherche sur les exoplanètes, Université de Montréal
Chargée de projet
À la découverte de l’univers
marie-eve.naud@umontreal.ca
514-279-3222 

Pour avoir plus d’information sur l’éclipse, vous pouvez consulter 

SPIRou scrute une jeune rebelle

SPIRou, le nouveau spectropolarimètre infrarouge de haute précision récemment installé au télescope Canada-France-Hawaii, a permis de mesurer pour la première fois la masse et la densité d’une planète semblable à Neptune en orbite proche autour d’une étoile jeune et extrêmement active. Ces résultats s’inscrivent dans une étude internationale des propriétés de ce système planétaire récemment découvert, impliquant notamment le télescope Canada-France-Hawaii et des chercheurs de l’Institut de recherche sur les exoplanètes. 

 

Vue d’artiste de la très jeune naine rouge éruptive AU Mic et de sa planète nouvellement découverte, avec au loin le disque de débris qui a donné naissance à la planète. Crédits : NASA-JPLCaltech

AU Microscopii (AU Mic) est une jeune étoile située à seulement 32 années-lumière de la Terre, dans la constellation du Microscope. Avec une masse de la moitié de celle du Soleil et une température d’à peine 3500°C (contre 5500°C pour le Soleil), c’est ce qu’on appelle une naine rouge. AU Mic et sa planète AU Mic b sont âgées de 22 millions d’années, soit quelques mois à peine si l’on rapporte la durée de vie d’une étoile à celle d’un être humain.

Détecter des planètes avec SPIRou au Télescope Canada-France-Hawaii

SPIRou est le nouveau spectropolarimètre infrarouge de haute précision installé depuis 2018 au Télescope Canada-France-Hawaii (TCFH) de 3,6 m situé au sommet du Mauna Kea sur la grande île d’Hawai’i. Cet instrument est le fruit d’une collaboration internationale dirigée par Jean-François Donati (Université de Toulouse, IRAP), chercheur principal du projet, et de René Doyon, co-chercheur principal et directeur de l’Institut de recherche sur les exoplanètes et de l’Observatoire du Mont-Mégantic. Fonctionnant dans l’infrarouge, SPIRou a été optimisé pour la détection d’exoplanètes et la cartographie des champs magnétiques des naines rouges et des étoiles jeunes, qui brillent dans ce domaine de longueur d’onde.

Pour trouver des exoplanètes, SPIRou utilise la technique de la vélocimétrie, qui consiste à mesurer le mouvement de l’étoile dû à l’attraction gravitationnelle de toutes ses planètes. L’amplitude de ce mouvement nous renseigne sur la masse de la planète, sur la distance respective des deux corps et sur l’inclinaison et la forme de l’orbite de la planète. SPIRou est également capable d’effectuer en même temps une analyse polarimétrique de la lumière stellaire, permettant de détecter le champ magnétique des étoiles, et ainsi de caractériser l’activité qui pollue les données vélocimétriques. En effet, si AU Mic b module la vitesse radiale de son étoile de 8.5 m/s, l’activité magnétique à la surface de AU Mic induit des variations apparentes de vitesse radiale qui peuvent atteindre 80 m/s et qui peuvent noyer le signal causé par la planète.

Le nouveau spectropolarimètre SPIRou, grâce auquel ces nouveaux résultats ont été obtenus, a été installé au Télescope Canada-France-Hawaii en 2018. Crédits : SPIRou team / S Chastanet (CNRS / OMP)

Une étoile rebelle

La forte activité magnétique AU Mic est due à son très jeune âge. Il y a à la surface de l’étoile des taches géantes abritant d’intenses champs magnétiques.  Dans un tel contexte, détecter le petit signal de la planète dans le vacarme engendré par l’activité stellaire est un défi instrumental et observationnel que SPIRou a pu relever avec brio grâce à ses capacités vélocimétriques et polarimétriques uniques.  Cette prouesse a nécessité une analyse détaillée des données SPIRou au moyen de techniques numériques sophistiquées, qui ont permis de révéler le signal planétaire par une modélisation précise des phénomènes magnétiques opérant à la surface de l’étoile jeune.

 

La masse de AU Mic b

SPIRou a mesuré pour la première fois la masse de AU Mic b et, combiné à la mesure de rayon obtenue par la TESS, l’équipe a pu obtenir la première estimation de la densité de la planète.  AU Mic b se révèle être à peine plus dense que de l’eau, soit 4 fois moins dense la Terre, et sa densité est étonnamment similaire à celle de Neptune. AU Mic b orbite cependant 450 fois plus près de son étoile que Neptune ne le fait autour du Soleil. Son atmosphère atteint 300°C et on dit qu’il s’agit d’une planète de type Neptune chaude. AU Mic b devient ainsi la première planète dont la masse et la densité moyenne sont mesurées de manière fiable avec SPIRou, et la première planète jeune pour laquelle ces quantités sont connues.

 

À propos de l’étude

Quatre articles permettent de mieux connaitre le système d’AU Mic. L’article « Investigating the young AU Mic system with SPIRou: large-scale stellar magnetic field and close-in planet mass » sera publié dans la revue MNRAS, l’article « Spin-orbit alignment and magnetic activity in the young planetary system AU Mic« , dans Astronomy & Astrophysics, l’article « SPIRou: NIR velocimetry and spectropolarimetry at the CFHT » dans MNRAS et l’article « Early science with SPIRou: near-infrared radial velocity and spectropolarimetry of the planet-hosting star HD 189733 » dans Astronomy & Astrophysics. L’équipe scientifique comprend des chercheurs de l’IRAP/CNRS (B Klein, JF Donati, C Moutou), dont la plupart a aussi pris en charge la construction, la validation et les tests de l’instrument SPIRou à l’IRAP et au CFHT, de l’IAP/CNRS (E Martioli, G Hébrard, S Dalal), de l’IPAG  (X Delfosse, X Bonfils), de l’Institut de recherche sur les exoplanètes (É. Artigau, R. Doyon, L. Malo, O. Hernandez, P. Vallée, N. Cook et S. Thibault) et de plusieurs autres pays et partenaires du projet SPIRou.  Ces études ont bénéficié de ressources supplémentaires de l’ERC (European Research Council, bourse #740651 NewWorlds) et l’ANR (Agence Nationale de la Recherche, bourse ANR- 18-CE31-0019 SPlaSH). SPIRou a été financé par divers partenaires en France, Canada, CFHT, Switzerland, Brazil, Taiwan, et Portugal.

 

Références

 

Communication:

CNRS/INSU : B Klein, JF Donati & C Moutou at IRAP, E Martioli & G Hébrard at IAP

Contact TCFH : mary@cfht.hawaii.edu

Site web SPIRou @ IRAP/OMP : http://spirou.irap.omp.eu

Premières images pour le spectrographe NIRPS

Le spectrographe de NIRPS, dont la conception est chapeautée par une équipe de l’Observatoire du Mont-Mégantic (OMM)du Centre d’optique photonique et laser (COPL) et de l’Institut de recherche sur les exoplanètes (iREx), en association avec des ingénieurs de l’Institut Herzberg d’astrophysique du CNRC, obtenu en août ses toutes premières images en laboratoire, à l’Université LavalC’est une étape importante avant que cet instrument soit installé au télescope de 3,6 m de La Silla au Chili et puisse débuter son étude des exoplanètes.  

NIRPS (pour Near InfraRed Planet Searcher) est un spectrographe construit par une collaboration internationale menée par René Doyon, directeur de l’iREx et de l’OMM, et François Bouchy, de l’Observatoire astronomique de l’Université de Genève. Opérant dans le domaine de la lumière infrarouge, il est optimisé pour étudier des exoplanètes de masse similaire à la Terre autour d’étoiles froides. Il sera en opération dès 2021 au télescope de 3,6 mètres de La Silla, au Chili, opéré par l’ESO (European Southern Observatory). 

« Cela fait 5 ans qu’on travaille sur NIRPS, » explique Étienne Artigau, chercheur à l’iREx et responsable scientifique de NIRPS. « C’est très motivant pour l’équipe scientifique de réaliser qu’on n’est plus qu’à quelques mois de se lancer à la recherche d’exoplanètes avec cet instrument. » 

Premier cycle thermique 

C’est pendant le printemps et une partie de l’été que l’assemblage de l’instrument a été effectué, sous la supervision de Simon Thibault, professeur à l’Université Laval, membre du COPL et membre associé de l’IREx, dans les laboratoires de l’Université Laval. Puis, l’équipe pu amorcer le premier « cycle thermique » de l’instrument, le 31 juillet dernier. Cette étape consiste à rassembler tous les éléments optiques et à les aligner avec une grande précision dans le cryostat, une enceinte qui permet de maintenir l’appareil à une très basse température. 

L’équipe procédant à la fermeture de l’enceinte cryogénique le 31 juillet 2020, dans les laboratoires du Centre d’optique-photonique et laser, à l’Université Laval. De gauche à droite : Lison Malo (iREx, OMM, Université de Montréal), Anne-Sophie Poulin-Girard (COPL, Université Laval), Hugues Auger (COPL, Université Laval) et Philippe Vallée (OMM, Université de Montréal). Crédit : Lison Malo.

Le spectrographe comprend, entre autres, cinq prismes de séléniure de zinc (ZnSe), un matériel optique idéal pour les observations dans l’infrarouge. Il décompose la lumière en un arc-en-ciel infrarouge allant de 0.97 à 1.81µm, une lumière invisible à l’œil nu. 

« C’est tout un casse-tête de faire l’assemblage de l’instrument », raconte Philippe Vallée, spécialiste en instrumentation de l’Observatoire du Mont-Mégantic. « Il faut comprendre que c’est à la température ambiante qu’on doit placer toutes les composantesOr, les pièces en verre se contractent beaucoup moins que les pièces en aluminium quand elles se refroidissentUne erreur de calcul ou d’assemblage, et ça fait crac lors du refroidissement à température cryogénique! » 

Philippe Vallée, spécialiste en instrumentation de l’Observatoire du Mont-Mégantic, travaille sur l’instrument. À gauche, on le voit procéder au collage des supports mécaniques sur les côtés d’un prisme de ZnSe. Le spectrographe est composé de 5 prismes comme celui-là. À droite, on le voit faire des ajustements sur le détecteur H4RG. Crédit : Lison Malo.

« Après l’intégration des sous-systèmes sur le banc optique, on doit s’assurer que tout est bien en place, selon les tolérances de positionnement fournies. », explique Anne-Sophie Poulin-Girard, professionnelle de recherche au COPL. « C’est une étape critique pour s’assurer que le système aura les performances souhaitées. Heureusement, on dispose de machines à mesurer tridimensionnelle qui nous permettent de vérifier le positionnement mécanique, et d’une panoplie de tactiques optiques pour valider l’alignement des différents éléments. »  

Puisque NIRPS opère dans le domaine de la lumière infrarouge, il est crucial qu’il soit refroidi à environ -200 degrés Celsius, afin qu’il n’émette pas lui-même de lumière qui viendrait polluer les données. Le refroidissement est une procédure délicate qui nécessite près de deux semaines pour être complétée. 

C’est le 12 août que l’équipe a pu prendre les premières images avec l’instrument. Comme l’instrument n’est pas encore au télescope, c’est non pas de la lumière d’une étoile, mais plutôt celle de lampes de calibration que ces images ont captée