Soutenance de thèse d’Anne-Lise Maire le mardi 16 octobre 2012

Titre de la thèse

"Caractérisation des exoplanètes par imagerie depuis le sol et l’espace : application à la mission SPICES et à l’instrument VLT/NaCo"

Directeurs de thèse

Anthony Boccaletti et Vincent Coudé du Foresto

Résumé

L’imagerie directe est actuellement la seule méthode envisageable pour caractériser l’atmosphère des exoplanètes à longue période orbitale (≤1 UA). Cette méthode est difficile à mettre en œuvre parce qu’elle requiert de hauts contrastes à des séparations angulaires très faibles (10⁶–10¹⁰ à 0,2’’). Pendant ma thèse, je me suis intéressée à deux instruments : la mission SPICES et l’instrument VLT/NaCo. SPICES (Spectro-Polarimetric Imaging and Characterization of Exoplanetary Systems) est un projet de coronographe spatial qui a pour objectif la caractérisation spectro-polarimétrique d’exoplanètes froides et de disques circumstellaires faibles (≥1 zodi). J’ai déterminé à l’aide de simulations numériques les performances scientifiques de cette mission. Pour une étoile solaire, SPICES pourrait caractériser des Jupiters à des séparations ≤5 UA et des distances ≤10 pc, des super-Terres à 1–2 UA pour quelques étoiles à moins de 4–5 pc et des Terres autour de α Centauri A. En considérant tous les types stellaires, j’ai estimé un nombre d’étoiles cibles potentielles de 300. Dans la deuxième partie de ma thèse, j’ai analysé des données d’imagerie coronographique et différentielle angulaire et spectrale de l’instrument NaCo. L’objectif de ce programme d’observation était de chercher des planètes géantes gazeuses aussi froides que 500–1300 K à des séparations de 5–10 UA autour d’un échantillon sélectionné d’étoiles jeunes et proches (<200 Ma, <25 pc). Les limites de détection médiane atteignent des contrastes de 10⁻⁵ à 1’’, correspondant à des températures effectives et masses de 1100 K et 10 MJ. Ces observations permettent de contraindre les propriétés des planètes géantes à longue période orbitale (>5 UA) et complètent les études statistiques basées sur les vitesses radiales.