Recherche de planètes extrasolaires en orbite autour d'étoiles de type solaire

Ce programme est la poursuite d'un programme à long terme qui a conduit à la découverte à l'observatoire de Haute Provence, en 1995,  de la première planète extrasolaire, en avance sur les nombreux programmes équivalents qui étaient conduits par d'autres équipes dans d'autres observatoires. 

Depuis, quelques cinquante planètes ont été découvertes par des mesures répétées des vitesses radiales de naines G ou K. Le suivi effectué à l'OHP au cours des dernières années a permis la découverte de cinq planètes et quatre compagnons de très petites masses. La distribution des périodes planétaires indique que les longues périodes sont beaucoup plus fréquentes que les très courtes. 

La diversité des systèmes observés est très grande : 

• on a observé quatre systèmes planétaires multiples
• dans l'un des cas, on a pu observer le transit planétaire (variation de l'éclat de l'étoile quand la planète s'intercale entre l'étoile et la Terre) et en déduire la densité de la planète ; on a confirmé ainsi que cette planète était gazeuse.
• Les étoiles qui "hébergent" des planètes géantes ont une métallicité plus grande que celles du voisinage solaire.
• Les orbites sont en général bien plus excentriques que celles des planètes du Soleil  sauf pour les planètes a courte période. D'après ce critère, le système solaire, dont les planètes ont des orbites quasi-circulaires de période longue, apparaît exceptionnel.

Le 4 Avril 2001, la découverte de plusieurs exoplanètes a été confirmée.

L'exemple de l'étoile HD 178911 B montre bien l'utilisation des divers sites pour la mesure de la vitesse radiale induite par la rotation de la planète associée :

L'étude a commencé au moyen du télescope de 10 m du Keck Observatory , mais il est difficile d'obtenir souvent du temps de télescope. On a donc continué au moyen du sprectrographe Élodie  sur le télescope de 1,93 m de l'OHP. On a pu là réaliser un plus grand nombre de mesures qui, avec les mesures initiales, ont conduit à la validation de l'existence de la planète. Notons que la précision de toutes les mesures est comparable, malgré la grande différence de taille du télescope employé.

Raisons du choix de cet instrument :

En fait, le spectrographe Élodie a été construit (de 1990 à 1994) dans le but premier de réaliser ce programme scientifique. Il a conduit tout à fait normalement à la découverte de la première planète extrasolaire autour de 51 Peg et des suivantes. 
Au cours des années 1995 à 1999, la chasse aux instabilités de longue période du spectrographe a permis de diviser par quatre la marge d'erreur sur la vitesse radiale de l'objet observé (de 30 m/s à 8 m/s sur le long terme).

La particularité de cet instrument (nouvelle en 1990 pour un instrument de ce type sur un télescope ancien) est de réaliser le dépouillement des données en ligne au moment de l'observation. On obtient ainsi la vitesse radiale (et bien d'autres paramètres) trois minutes (et un milliard d'opérations mathématiques) après la fin de la pose, ce qui est particulièrement précieux pour la conduite de l'observation.

Une copie presque conforme d'Élodie, Coralie,  a été installée à La Silla, au Chili, et permet d'obtenir des observations identiques dans l'hémisphère Sud. Une vingtaine de compagnons de petites masses ont été découverts avec Coralie.

Ce programme est soutenu par le programme national de planétologie de l'INSU - CNRS.