SPIRou

C’est le 24 avril 2018, vers 19h50 heure d’Hawaii, que l’instrument SPIRou (pour SpectroPolarimètre InfraRouge) recueille, pour la première fois, la lumière provenant d’une étoile. Installé au télescope Canada-France-Hawaii au sommet du Maunakea à Hawai’i, SPIRou est un spectropolarimètre infrarouge à haute résolution et un vélocimètre de haute précision. Il est conçu pour détecter des exoplanètes semblables à la Terre grâce au mouvement induit sur leurs étoiles hôtes (la méthode de vélocimétrie), ainsi que pour étudier les champs magnétiques de systèmes stellaires.

L’arrivée de l’instrument SPIRou au sommet du Maunakea, au télescope Canada-France-Hawaii le 24 janvier 2018. (Crédit: Z. Challita/IRAP/OMP)

Objectifs scientifiques

Une 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. (Crédit: NASA/JPL-Caltech)

SPIRou a pour objectif principal de détecter des planètes rocheuses de la taille de la Terre dans la zone habitable d’étoiles de faible masse. SPIRou est d’ailleurs optimisé pour observer dans le proche infrarouge (de 0,98 à 2,40 µm), couvrant le domaine de longueurs d’ondes où les étoiles de faible masse sont les plus brillantes. Les données de SPIRou permettent de mesurer la vitesse radiale des étoiles afin de déceler d’infimes variations qui trahissent la présence d’exoplanètes. Pour réussir à détecter une planète semblable à la Terre autour d’une étoile de faible masse, SPIRou doit atteindre un degré de précision de 1 m/s. Ceci est équivalent à la vitesse moyenne de marche d’un humain sur Terre. En plus de mesurer des vitesses radiales, SPIRou est muni d’un spectropolarimètre qui permet de différentier la signature des planètes de celle de différents signaux causés par la présence de taches sur l’étoile.

Au-delà de la détection, SPIRou joue un rôle important dans la caractérisation des exoplanètes trouvées par la méthode de transit. En effet, la découverte d’une exoplanète détectée par TESS, par exemple, nous renseigne sur son rayon ainsi que sa période orbitale. Des mesures avec un instrument comme SPIRou sont toutefois nécessaires pour en établir la masse, estimer la densité, et contraindre la composition.

En plus de permettre la détection d’un grand nombre de planètes dans le voisinage solaire, SPIRou peut être utilisé dans plusieurs autres projet, comme 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 spectrale d’étoiles de faible masse, et l’étude des modèles nuageux à la surface des naines brunes.

Une image infrarouge monochrome obtenue par SPIRou. L’image est colorisée pour représenter en bleu et rouge respectivement les régions aux différentes longueurs d’ondes allant de 1µm à 2.5µm. (Crédit: É. Artigau)

Les partenaires de la collaboration

SPIRou est un instrument développé au sein d’une collaboration internationale incluant des chercheurs du Québec, de Toulouse, de Grenoble, de Genève, de Taipei et de Victoria.

L’équipe de l’iREx et de l’Observatoire du Mont-Mégantic, avec ses chercheurs basés à l’Université de Montréal et au Centre d’optique, photonique et laser de l’Université Laval, a une forte expertise en instrumentation infrarouge. Ils étaient donc fort bien positionnés pour contribuer à la conception et à la construction de SPIRou.

L’équipe de l’Université de Montréal a mené les efforts de conception et de développement de la caméra SPIRou et du détecteur infrarouge et a contribué à un certain nombre de ses autres composantes.

SPIRou et l’iREx

Un des deux chercheurs principaux de SPIRou est notre directeur, René Doyon. De plus, Étienne Artigau est un des deux scientifiques de projet de SPIRou. Après avoir joué un rôle instrumental dans la conception et la construction de SPIRou, l’équipe de l’iREx se réjouit de pouvoir utiliser les données de l’instrument pour de la recherche scientifique.

Les chercheurs de l’iREx se servent des données de SPIRou pour étudier et mieux comprendre les étoiles de faible masse. SPIRou s’avère aussi un outil très important afin de confirmer et de déterminer la masse de nouvelles exoplanètes trouvées par le télescope spatial TESS. Nos chercheurs profitent de plusieurs centaines d’heures d’observations à chaque année, entre autre pour les SPIRou Legacy Surveys.