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Page d'accueil de la Recherche de planètes extra-solaires en Radioastronomie

Il est maintenant bien établi que les planètes magnétisées du système solaire émettent un puissant rayonnement radioélectrique qui prend son origine dans les régions aurorales (hautes latitudes magnétiques). On attribue ces émissions à un mécanisme de type MASER opérant au voisinage de la fréquence cyclotronique électronique locale, et donc la fréquence maximum du rayonnement radio produit est proportionnelle à l'intensité du champ magnétique planétaire. Pour la Terre, Saturne, Uranus et Neptune, l'émission est produite au-dessous de 1-2MHz (B<1 Gauss à la surface), alors que pour Jupiter elle atteint 40 MHz (B atteint 14 Gauss à la surface).

Ces émissions sont polarisées circulairement (ou elliptiquement), et leur température de brillance peut atteindre 10^20 K. Cette valeur très élevée est due au fait que le mécanisme d'émission est non-thermique et cohérent. De ce fait, le contraste entre les émissions radio planétaires et les émissions radio solaires est environ 1 dans notre système solaire, c'est-à-dire qu'elles peuvent être également intenses (alors qu'en optique ou en infrarouge, le Soleil est 10^9 à 10^6 fois plus brillant que les planètes!).

INTERETS DE LA DETECTION RADIO

  • C'est le seul moyen de détecter le champ magnétique d'une exoplanète, d'en estimer l'intensité (via la fréquence maximum de l'émission) et les caractéristiques (dipolaire ou multipolaire).
  • Le sens de polarisation peut permettre de distinguer l'hémisphère magnétique d'où provient l'émission observée. C'est aussi un bon moyen de distinguer l'émission d'une planète de celle de "son" étoile (généralement non polarisée).
  • Le taux de polarisation elliptique fixe une limite supérieure à la densité du plasma ambiant dans la source.
  • Les éventuelles modulations temporelles, outre le fait d'aider à distinguer une planète magnétisée (rotation rapide, P=quelques heures) d'une étoile (P=quelques jours pour une étoile de type solaire), peuvent révéler la présence d'un satellite en interaction électrodynamique avec la planète (comme Io et Jupiter) et permettre de déterminer ses paramètres orbitaux.

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Le projet LOFAR (LOw Frequency ARray)


LOFAR à l'Observatoire de Paris
Prospective en Radioastronomie Basse Fréquence
à l'Observatoire de Paris
   
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Argumentaire scientifique
   
Les articles Magnetically-driven planetary radio emissions and applications to extrasolar planets
P. Zarka, R.A. Treumann, B.P. Ryabov & V.B. Ryabov,
Astrophys. Space Sci., 277, 293-300, 2001.

(fichier pdf)
Ground-Based High Sensitivity Radio Astronomy at Decameter Wavelengths , in "Planetary Radio Emissions IV"
(fichier pdf)
P. Zarka, J. Queinnec, B.P. Ryabov, V.B. Ryabov, V.A. Shevchenko, A.V. Arkhipov, H.O. Rucker, L. Denis, A. Gerbault, P. Dierich & C. Rosolen
(Graz, 9/1996), H.O. Rucker, S.J. Bauer & A. Lecacheux Eds., Austrian Acad. Sci. press, Vienna, p. 101-127, 1997 .
(fichier pdf)