WFIRST utilisera l’effet de microlentille gravitationnelle

wfirst

– Actualités du 13 octobre 2019 –

L’effet de microlentille gravitationnelle a été prédit par Albert Einstein en 1936. Quand deux objets massifs, par exemple deux étoiles, sont parfaitement alignés avec un observateur, l’objet qui se trouve au milieu, appelé la lentille, va agir comme une loupe sur la lumière émise par celui qui est le plus éloigné, appelé la source. L’étoile qui sert de lentille possède peut-être un système planétaire, auquel cas chacune de ces planètes laissera son empreinte dans l’effet de loupe observé.

Cette technique est assez récente. Elle ne permet de faire des découvertes que depuis une dizaine d’années. Une vingtaine d’exoplanètes ont été détectées grâce à cette méthode au cours de cette période, ce qui est assez peu. Le principal intérêt de cette méthode est qu’elle permet de découvrir de petites planètes de la taille de la Terre ou de la planète Mars, orbitant assez loin de leur étoile. Elle a par exemple permis de détecter une super-Terre avec une période orbitale de 10 ans. Les détections d’exoplanètes sont assez aléatoires et sont beaucoup dûes à la chance. Elles ne sont pas reproductibles car il faut des alignements qui ne se produisent qu’une fois.

Le télescope spatial WFIRST surveillera un grand nombre d’étoiles pour multiplier significativement les détections d’exoplanètes. Cela devrait nous donner une bonne idée de ce à quoi ressemble un système planétaire typique. Ce sera l’occasion de savoir si la situation orbitale de la Terre est fréquente ou non dans la galaxie. La majorité des exoplanètes détectées à ce jour l’ont été par la méthode des transits ou celle des vitesses radiales, or ces méthodes favorisent la détection d’exoplanètes grandes et massives orbitant près de leur étoile. Ce biais peut fausser notre perception de ce qui constitue la norme et l’exception dans l’univers. Avec son recensement par effet de microlentille gravitationnelle, WFIRST devrait permettre d’améliorer notre compréhension des systèmes planétaires.





Le télescope spatial WFIRST est inclus dans le budget 2020 de la NASA

– Actualités du 1er octobre 2019 –

Au cours de la prochaine décennie, la NASA souhaite envoyer dans l’espace de nouveaux grands observatoires spatiaux. James Webb, un télescope géant équipé d’un miroir primaire de 6,50 mètres, et WFIRST. WFIRST a été rendu possible par un don de la NRO, l’organisme qui s’occupe des satellites espions américains, à la NASA. L’agence va offrir deux télescopes de capacités similaires à Hubble, mais avec un champ d’observation beaucoup plus grand. C’est sur un de ces télescopes que s’est bâti WFIRST.

La mission a d’abord été pensée comme un observatoire pour tenter de mieux comprendre la nature de l’énergie noire et cela reste une de ses missions principales. Mais au fur et à mesure de son développement, l’agence spatiale américaine a souhaité faire de WFIRST un outil de premier plan pour l’imagerie directe des exoplanètes. Cette nouvelle capacité passe par l’ajout d’un coronographe très performant, c’est-à-dire un système complexe de masques, de prismes et de miroirs déformants.

Son but est de bloquer la lumière d’une étoile tout en laissant passer celles des planètes qui orbitent autour, un exercice extrêmement difficile puisque dans un système optique la lumière collectée forme des figures de diffraction qui empêchent de bien discerner les contours immédiats d’une étoile, là où on espère trouver des planètes. La mise en place de ce coronographe a donc gonflé significativement le coût de la mission, si bien que depuis deux ans environ WFIRST est au coeur d’une bataille budgétaire. Pas facile en effet de trouver de l’argent alors que la NASA essaie de retourner sur la Lune.

La première bonne nouvelle est que WFIRST est parvenu à avoir du budget dans le budget 2020 de l’agence spatiale américaine. Il obtient ainsi une enveloppe de 445 millions de dollars qui va lui permettre de continuer son développement. La deuxième bonne nouvelle est que son coronographe si complexe à mettre au point vient de passer avec succès sa revue de design préliminaire. Cela signifie que son architecture finale est maintenant déterminée et qu’on peut passer à la phase de fabrication du télescope spatial.

Si le télescope remplit sa mission avec succès, la NASA envisage de construire des coronographes encore plus performant pour les placer sur des télescopes spatiaux encore plus grands. C’est ce qui devrait permettre à terme d’imager des planètes de la taille de la Terre. A cette distance, quand on parle d’images on parle d’un pixel, ce qui serait déjà pas mal car un pixel est déjà suffisant pour avoir un spectre lumineux et donc potentiellement pour obtenir des informations sur la composition atmosphérique de l’exoplanète observée.

Avant d’en arriver là, WFIRST va continuer son développement pour être lancé au milieu des années 2020. Comme le télescope spatial James Webb, il se placera au niveau du point de Lagrange L2 du système soleil-Terre. Sa mission durera pendant au moins cinq ans. En plus d’étudier l’expansion de l’univers et de tester son coronographe, WFIRST tentera de détecter de nombreuses exoplanètes par la méthode des micro-lentilles gravitationnelles. A défaut d’imager directement une exoterre, il devrait au moins contribuer à allonger la liste des candidates.

La mobilisation de la communauté scientifique sauve l’observatoire spatial WFIRST

— Actualités du 4 juin 2019 —

WFIRST doit se battre chaque année pour ne pas voir sa ligne budgétaire disparaître dans le budget de l’agence spatiale américaine. C’est un observatoire dédié à l’étude de l’énergie noire et des exoplanètes. Pour cette dernière mission, il doit être équipé d’un coronographe performant. Cet ajout a généré une explosion du budget de WFIRST.

On sait que le gouvernement américain a fixé à la NASA l’objectif de ramener très vite des hommes sur la Lune. Pour trouver l’argent nécessaire à un tel projet, certaines personnes voudraient annuler WFIRST. La mission est cependant considérée comme ayant une importance capitale par l’immense majorité de la communauté scientifique.

Depuis deux ans, une bataille a donc lieu entre ceux qui veulent faire des économies et ceux qui veulent faire de la science. Les scientifiques viennent de remporter une victoire. WFIRST a encore été sauvé par un amendement au budget 2020 de la NASA. Le télescope a une enveloppe de développement de 510 millions de dollars, ce qui est très proche des 542 millions de dollars qu’espérait l’équipe de développement. Cela va permettre au projet d’accélérer son développement. En effet, il n’avait reçu que 195 millions de dollars.

Cependant, il faudra attendre début 2020 pour avoir une la confirmation définitive que la mission aura bien lieu. Le lancement de WFIRST devrait avoir lieu au milieu des années 2020. Il devrait rejoindre le télescope spatial James Webb au point de Lagrange L2 du système Terre-soleil.

L’avenir de WFIRST est toujours incertain

— Actualités du 27 janvier 2019 —

Comme James Webb, WFIRST subit des retards et des dépassements de budget. On a craint une annulation en 2018, mais pour le moment le télescope parvient à obtenir des enveloppes de financement années après années. Cela promet une belle bataille politique pour le développement du télescope. La NASA va devoir demander une hausse de budget car WFIRST entre dans une phase de conception plus avancée aux côtés de James Webb, du SLS et des ambitions lunaires de l’agence spatiale américaine. On peut s’attendre à de très gros besoins financiers.

La Maison Blanche a demandé à la NASA d’étudier un budget 2020 en baisse de 5%, ce qui signifierait un milliard de dollars de coupes budgétaires à répartir sur les différents programmes. La NASA a donc demandé aux équipes qui travaillent sur le télescope de travailler sur des moyens de réduire le coût du projet, tout en conservant la mission.

Le coronographe du télescope sera probablement impacté par cette baisse de budget, c’est-à-dire l’instrument qui nous intéresse le plus pour l’imagerie direct d’exoplanètes. Des réductions dans le budget de la NASA pourrait aussi signifier un lancement plus tardif. Pour le moment, le télescope est prévu pour décoller autour 2025. Comme James Webb, il se placera au point de Lagrange L2.

La mission WFIRST est considérée comme la mission d’astrophysique la plus importante de la décennie 2020 par le conseil national de la recherche des Etats-Unis. On peut donc espérer que la communauté scientifique défende le projet et son financement.

Les difficultés budgétaires de la NASA menacent le télescope WFIRST

— Actualités du 28 novembre 2017 —

Bien que le secteur spatial est en plein boom, la NASA a toujours les mêmes difficultés budgétaires. Cette fois-ci, c’est le télescope spatial Wide Field Infrared Survey Telescope (WFIRST) qui est sous la menace des coupes budgétaires. WFIRST doit être lancé au milieu de la prochaine décennie pour réaliser des observations infrarouges dont l’objectif est de nous fournir des indices sur la nature de la fameuse énergie sombre. Il devrait également servir à la détection des exoplanètes par la méthode des micro-lentilles gravitationnelles. C’est un outil très attendu par les astronomes et parles physiciens. Mais une étude interne de NASA vient de conclure que WFIRST ne pourra pas être lancé sans une rallonge budgétaire ou une révision à la baisse de ses capacités.

La NASA a cependant beaucoup modifié le projet depuis l’origine, notamment par l’utilisation d’un miroir primaire qui est 2,4 mètres plus large que le miroir initialement prévu. Ce miroir a été donné à la NASA par le NRO, l’organisme en charge des satellites de reconnaissance. C’est plus ou moins le même miroir que celui qui équipe le télescope Hubble, mais avec un champ de vision plus large. L’ajout d’un coronographe devrait également permettre au télescope de mener des observations directes de certaines exoplanètes. La conséquence de la réduction budgétaire serait que WFIRST pourrait ne pas avoir de coronographe, car c’est sur cet instrument que le rapport sur le projet semble le plus sceptique.

La coronographie est une technique très prometteuses pour la découverte et la caractérisation d’exoplanètes. Un coronographe bloque la lumière d’une étoile, ce qui permet aux objets proches comme des planètes ou un disque protoplanétaire d’être observés directement. Grâce à cet outil et à ses capacités d’observation dans l’infrarouge, WFIRST pourrait être le premier télescope à identifier une exoterre. Mais le développement de ce coronographe pourrait mettre en danger la principale mission du télescope, qui est l’étude de l’énergie sombre. Le rapport conclut qu’il est impératif de réajuster les ambitions du projet.

Image by NASA (http://wfirst.gsfc.nasa.gov/about/) [Public domain], via Wikimedia Commons

Sources

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