Table des matières

Projet L3: Détection de la vie sur les exoplanètes.

Membres:

Séances de travail: TOUS LES Mercredis: 9h - ?? (à voir en fonction des séances) bibliothèque Licence.

But du projet:

Faire un compte rendu des méthodes utilisées pour savoir si la vie est ou était un jour possible sur une exoplanètes.

Nous nous concentrerons sur la spectrochimie, donc l'étude des éléments chimiques présents sur les exoplanètes et (surtout) dans leur atmosphère (s'il y en a une) en utilisant la lumière.

Etapes importantes :

- S'informer sur les méthodes, l'historique de ces méthodes, la forme des résultats attendus, les résultats déjà perçus etc… (Travail de recherche et d'assemblage de connaissances théoriques.) Presque fini

- Contacter des professeurs en spectrochimie afin de faire une expérience de spectrochimie, par exemple en déterminant la composition (nature, densité, volume etc) d'un gaz donné. Les résultats seront utilisés pour illustrer les méthodes dans la détection de la vie sur les exoplanètes. En cours

- Effectuer l'expérience (les expériences ?) puis interpréter les résultats.

- Rassembler les informations et les résultats en un compte-rendu.

- Préparer la soutenance orale (15 minutes de présentation / 10 minutes de questions.)

Séance du 03/02: - travail de groupe: Diagramme de gantt / docu sur intro et vie puis spectroscopie. Expérience à demander aux profs. 

                                            
                                            //Résumé Séance 03/02://

- Création du diagramme de Gantt (8 tâches):

  1. Tâche 1: S'informer sur les exoplanetes et la détection de la vie (1-3)
  2. Tâche 2: Documentation sur l'expérience (2-4)
  3. Tâche 3: Tri des données utiles pour compte rendu/soutenance/expérience (1-10)
  4. Tâche 4: Travail préparatoire à l'expérience (contact, date, lieu, coût) (4-5)
  5. Tâche 5: Expérience avec prof (5-6)
  6. Tâche 6: Interprétation des résultats (5-6)
  7. Tâche 7: Rédaction publication (4 pages) (4-10)
  8. Tâche 8: Diapo et soutenance
   Tâche 1: Elle nous servira d'introduction pour la soutenance.

L'exoplanète doit être dans une zone habitable qui dépend des types d'étoiles. Doit être de taille suffisante pour retenir l'atmopshère, être tellurique et contenir de l'eau liquide, siège des réactions chimiques du vivant. (Dans notre cas on cherche une vie similaire à la notre, mais on pourrait aussi chercher une vie dans le méthane liquide, cf University college of London) On doit aussi avoir une température globalement médiante (équitablement répartie sur la planète, donner la tranche de températures possible ). Il ne doit pas y avoir de planètes géantes à proximité et l'exoplanète doit posséder un champ magnétique, afin de contrer les particules chargées provenant des étoiles (ex: vent solaire). L'atmosphère doit contenir les gaz suivants: N2 (diazote), O2 (dioxygène), CO2 (pour avoir une température vivable ?). Enfin, l'exoplanète ne doit pas avoir une rotation synchronisée avec son étoile sinon une face serait en nuit permanente alors que l'autre serait toujours exposée à l'étoile.

Conditions sur l'étoile. Doit être de classe F avec sa température entre 4000-7000 K, elle doit brûler depuis suffisamment longtemps pour que la vie puisse se développer (?). Spectres d'émission doit posséder le domaine UV pour permettre certaines réactions chimiques dans l'atmosphère de l'exoplanète (formation d'ozone). Mais ne doit pas trop rayonner en UV car destruction de la vie (Pk ? Quelle valeur ?). La variation de luminosité doit être faible (Pk ?). Aujourd'hui, on estime que 5-10% d'étoiles correspondent à ces caractéristiques (source ?)

On a trouvé une méthode pour détecter l'habitabilité d'une planète.

Méthode: Elle permet la détection de l'étoile et d'une exoplanète. On procède d'abord par une simulation informatique afin de déterminer la zone habitable de l'étoile considérée. On envoie alors une sonde pour trouver une exoplanète dans cette zone si elle existe. Une fois que la sonde en a trouvé une, elle envoie des informations sur l'exoplanète (masse, noyau, composition, distance, période etc..), on détermine alors la densité de l'exoplanète. Permet ainsi de détecter la nature et donc la vie possible ou non. Méthode très compliquée et lente. Résultat sur http://phl.upr.edu/projects/habitable-exoplanets-catalog 

   Tâche 2: Documentation sur l'expérience:

Méthode: Spectroscopie ! On se penche plutôt du coté des spectres dans l'infrarouge (IR). Les éléments de l'atmosphère absorbent certaines parties du spectre de la lumière blanche. On peut alors trouver par spectroscopie (étude de la lumière avant et après passage sur un élément) les différents gaz qui composent notre atmosphère et donc déterminer les gaz nécessaires à la vie. Dans le cas des exoplanètes, on analyse les spectres que renvoient la planète pour essayer de retrouver ces gaz (spectropolarimétrie). Les gaz recherchés ici sont : H2O, CO2, CH4, NH4, O3. Ils absorbent dans l'infrarouge (5-30 micrometre pour la plupart).

Questions pour l'expérience (prochaine réunion 10/02): On regarde l'absoption dans L'IR ou aussi le visible ? Comment des données quantifiées avec cette méthode (densité, pourcentage, etc…) ? Si on ne peut pas , est-ce que connaître la présence ou non des gaz est suffisant pour dire si la vie est possible ?

On devra comparer nos spectre IR des atmospheres des explanètes (dans notre cas on prendre juste un gaz bien choisi à anayser) avec celle de la Terre:

spectropolarimétrie: Mesurer la polarisation de la lumière réfléchie et reconstituer le contenu matériel de l'exoplanète. Dans le cas de la Tere on en déduit une atmosphère en partie nuage, présence d'océans et de végétations.

Expérience:

Journal de bord:

Mercredi Tous les 4 durant 3h Recherche perso tous les 4 2h Aurore résumé 2h Amaury Wiki + contact 2h

Mercredi tous les 4 4h Aurore résumé 2h

Mercredi tous les 4 3h Résumé à faire Wiki à faire

En cours

Mails contactés Yves Ellinger Francoise Pauzat Modélisation des molécules milieu interstellaires

Jean-Hugues Fillon (prof UPMC / directeur adjoint de ERMA (Etude du rayonnement et de la matiere en astrophysique et atm)

Francois Dulieu (ERMA/ Observatoire de Paris)

Arnaud Cassan (UPMC / Chercheur institut astrophysique de Paris)

Résumé Mail: Que pensez-vous des moyens qui pourraient être à notre disposition concernant la spectroscopie de molécules gazeuses ? Comment pourrait-on savoir si une vie est possible sur des corps plus “exotiques” comme les comètes ou les météorites ? Ou même une vie (très ?) primitive pourrait-elle subsister dans le milieu interstellaire ? Est-il possible de modéliser des molécules autres que celles que nous connaissons qui permettraient une vie différente de la notre ? (Mondes où NH3 serait le solvant universel par exemple) Ou encore peut-on savoir si une planète jusque là “inerte” pourrait s'entourer d'une atmosphère compatible à la vie au vu des molécules interstellaires qui l'entourent ?

Réponse instantanée Francois Dulieu, RDV semaine prochaine (attente de rep) http://www.iap.fr/accueil/annuaire/annuaire.php

Semaine 6: 

Déplacement pour aller voir Francois Dulieu, réponse a pas mal de questions, mise au point de l'expérience (formation des premiers molécules dans les nuages interstellaires) 
Machine Vénus, domaine de rechercher sur la formation des molécules dans un milieu ultra froid (10K environ)
Infos générales sur les formations des étoiles, planètes et tout ça.
Expérience avec NO et D2 (deutérium) en route !

Midi-17h Tout le groupe

Semaine 7: 

Pas grand chose, quelques questions à François Dulieu. Il faut encore mettre en lien proprement avec notre sujet.

Semaine 8: Mercredi 16 mars 

10-17h 
Expérience, avec deutérium et NO pour former (ND2OD) des prébiotiques, "l'ancêtre" des acides aminés. On a les données, les graphes, tout ça tout ça. Il ne manque plus qu'à chercher et trouver si on peut déduire où seront les nuages interstellaires qui font ces réactions là.

Jeudi 17 mars:
Réunion avec Clément Jacquard: Il nous donne l'ensemble des questions annexes auxquelles on devrait répondre.
En gros comment utiliser cette information de façon utile ?
Distance étoile - nuage ?
D'où viennent ces nuages ?
Comment se forment-ils ?
Les élements viennent des supernova ? (Oui)
Est-ce que la présence d'une supernova à une distance X d'un nuage interstellaire augmente la proba d'avoir de la vie dans un systeme solaire ? 
Dégager un scénario sur une formation de la vie. 
Quel étoile envoie le plus de "O" et de "N"

Semaine 9: DPcumentation sur les questions “annexes” et aucun résultat probant. Documentation sur les thèses en rapport avec réactivité sur surface Il faudra demander à des professionnels.

Semaine 10: Mercredi 30 mars: Recherche des personnes a contacter qui peuvent nous aider à répondre aux questions posées lors de la réunion avec Clément

Semaine 11: Mercredi 6 avril: Recherche concernant la rédaction d'un article . Une première introduction rédigée.

Semaine 12: Mercredi 13 avril: Avancement dans la rédaction e la publication

LES RESUMES SONT SOUS FORME PAPIERS

Bibliographie:

Paradis extra solaires Energie de la vie

http://www.ca-se-passe-la-haut.fr/2015/05/premiere-analyse-de-la-lumiere.html http://www.aanda.org/articles/aa/pdf/2015/04/aa25298-14.pdf http://www.theatlantic.com/science/archive/2015/10/what-happens-if-astronomers-find-a-twin-planet/409177/ http://www.theatlantic.com/science/archive/2016/02/the-search-for-extraterrestrial-life/460206/ http://exoplanet.eu/ http://media4.obspm.fr/exoplanetes/index.html https://fr.wikipedia.org/wiki/Exobiologie

Thèses: Hydrogénation dans milieu très froid (Elie Matar)

Tâches à faire

https://tel.archives-ouvertes.fr/sear…/index/…/domain_t/sdu/ http://www2.iap.fr/users/cassan/ accessdistant upmc

Finir l'article (et l'améliorer). Finir l'étude du scénario hypothétique.

Déroulé de l'Article:

Abstract: Résumé de la pulication (faire à la fin)

Introduction: Présentation du problème (vie/formation des prébiotiques/ milieu interstitiel etc) Fini

Experimental: Méthodologie utilisée pour aborder le problème (soucis de faisabilité avec notre hypothèse de base, contact avec Francois DUlieu, expérience etc… Fini.

Résultats: Photos