NIRPS

Le spectrographe NIRPS (pour Near-Infrared Planet Searcher) est un instrument récemment installé au télescope de 3,6 m de La Silla au Chili, opéré par l’Observatoire européen austral (ou ESO, pour European Southern Observatory). Le concept de NIRPS s’inspire de celui de l’instrument SPIRou. En effet, NIRPS peut, tout comme  SPIRou, détecter et caractériser des exoplanètes autour des étoiles de faible masse grâce à la méthode de vélocimétrie, ou de vitesse radiale.

Une représentation artistique de la naine rouge Gliese 581 et de ses planètes. Ce système, découvert à l’aide de HARPS, possède au moins trois planètes. Cette étoile est une des rares naines rouges suffisamment brillantes pour être observées avec HARPS. NIRPS permettra l’étude d’un nombre beaucoup plus grand de naines rouges. (Crédit: ESO)

Un avantage important de NIRPS est qu’il est installé au même télescope que l’instrument HARPS (pour High Accuracy Radial velocity Planet Searcher). C’est avec cet instrument, qui observe dans les longueurs d’onde du visible, qu’il a été possible d’obtenir pour la première fois des mesures en vitesse radiale avec une précision meilleure que 1 m/s (ou 3,6 km/h), ce qui représente encore un exploit dans ce domaine. Les travaux menés avec HARPS ont révolutionné notre compréhension des systèmes planétaires dans le voisinage du Soleil. NIRPS peut être utilisé en parallèle avec HARPS, ce qui permet d’obtenir simultanément des données dans la lumière visible et dans l’infrarouge. Les équipes qui utilisent NIRPS ont donc accès à des capacités uniques de suivi et de caractérisation d’exoplanètes.

Objectifs scientifiques

La majorité des étoiles dans le voisinage du Soleil sont des étoiles de faible masse. On ne connait donc pas encore toutes les planètes qu’elles abritent. NIRPS est utilisé pour faire un relevé systématique des étoiles de faible masse les plus proches du Soleil et peut détecter des exoplanètes comparables à la Terre dans la zone habitable de ces étoiles. Ces nouvelles découvertes seront des candidates de choix pour l’imagerie directe, et elles pourraient être parmi les premières à être observées directement avec les grands télescopes à venir, dont le TMT et le E-ELT. La découverte d’une planète comparable à la Terre dans la zone habitable de notre plus proche voisine, Proxima du Centaure, laisse présager la découverte de nombreuses planètes comparables.

Les données NIRPS peuvent aussi être utilisées pour confirmer et caractériser des exoplanètes trouvées par la méthode du transit. En effet, cette méthode permet d’identifier des planètes et de trouver leur rayon et leur période orbitale, mais pas leur masse. Les données de vitesses radiales de NIRPS permettront d’obtenir une mesure de la masse des planètes identifiées par le satellite TESS, par exemple, afin d’estimer leur densité ainsi de contraindre leur composition.

Les partenaires de l’instrument

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, UdeM), Anne-Sophie Poulin-Girard (COPL, ULaval), Hugues Auger (COPL, ULaval) et Philippe Vallée (OMM, UdeM). (Crédit: Lison Malo)

Suite au succès de SPIRou, l’iREx a obtenu une subvention de la Fondation canadienne pour l’innovation pour participer à la conception et à la construction de NIRPS. Le développement de cet instrument se fait dans le cadre d’une large collaboration internationale, qui inclut l’iREx, le Centre d’optique, photonique et laser de l’Université Laval, l’Observatoire de Genève en Suisse, l’Université de Grenoble en France, l’Instituto de Astrofísica de Canarias en Espagne, l’Institut Herzberg d’astrophysique du CNRC au Canada, l’Université de Porto au Portugal, et l’Université Fédérale du Rio Grande do Norte au Brésil.

NIRPS et l’iREx

Consciente de l’importance stratégique du duo NIRPS et HARPS, l’ESO a accordé 740 nuits d’observation distribuées sur 5 ans à l’équipe de NIRPS, dont plusieurs chercheurs de l’iREx font partie. Un des deux chercheurs principaux de NIRPS est notre directeur, René Doyon. De plus, le scientifique du projet est Étienne Artigau, un des chercheurs travaillant sur le projet est Jonathan St-Antoine, et la gestionnaire du projet est Lison Malo, assistée de Frédérique Baron. Les chercheurs de l’iREx Neil Cook et Étienne Artigau participent aussi à l’élaboration des pipelines de réduction de données de l’instrument.