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Yu, Louise. Recherche de Jupiters chauds autour d'étoiles jeunes

Yu, Louise (2019). Recherche de Jupiters chauds autour d'étoiles jeunes.

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Résumé en francais

Les 25 dernières années ont vu la détection d'environ 400 Jupiters chauds (hJs), exoplanètes géantes semblables à Jupiter mais sur des orbites cent fois plus resserrées. Ces planètes étonnantes se seraient formées loin de leur étoile avant de migrer vers elle, cependant les processus physiques à l'origine de ce transfert orbital sont encore peu contraints par les observations. Cette question, essentielle à notre compréhension de la formation des systèmes planétaires, a de profondes répercussions sur l'architecture de ces systèmes, et en particulier sur la probabilité de former des planètes telles que la Terre dans la zone habitable des étoiles. Afin de mieux contraindre l'évolution orbitale précoce des systèmes planétaires, nous analysons des données recueillies dans le cadre du programme MaTYSSE pour rechercher des hJs autour d'étoiles T Tauri à raies faibles (wTTSs), c'est-à-dire de très jeunes étoiles de type solaire qui n'accrètent plus. L'objectif principal de MaTYSSE est de caractériser l'importante activité magnétique des wTTSs. Cette activité rend la détection de hJs difficile, en effet, nous recherchons des hJs par la technique de vélocimétrie, mais la forte présence de taches sombres et de plages brillantes magnétiques à la surface des wTTSs ajoute une perturbation dans les vitesses radiales (RVs), d'amplitude bien supérieure à celle attendue d'une signature de hJ. Dans cette thèse, nous modélisons l'activité magnétique des wTTSs TAP 26 et V410 Tau et filtrons la perturbation des RVs due à l'activité. Nous présentons également les résultats MaTYSSE sur l'étoile V830 Tau pour comparaison. En utilisant l'imagerie Zeeman-Doppler sur des jeux de données spectropolarimétriques pour reconstruire les distributions surfaciques de brillance et les topologies magnétiques, nous obtenons des couvertures en taches et plages de 10 - 18 % et des champs de 300 - 600 G. Les trois étoiles présentent une variabilité intrinsèque non expliquée par la rotation différentielle. La perturbation RV due à l'activité est modélisée à l'aide de deux méthodes indépendantes : nous la dérivons à partir de nos cartes ZDI, ou nous appliquons la régression par processus gaussiens aux RVs brutes. Les deux méthodes s'accordent sur la détection d'un hJ autour de V830 Tau et d'un autre autour de TAP 26. V830 Tau b, âgé de ~2 Myr, a un M sin i de 0.57 ± 0.10 MJup et orbite à 0.057 ± 0.001 au de son étoile (période orbitale 4.93 d). En raison de la fenêtre d'observation, la période orbitale de TAP 26 b ne peut être déterminée de façon unique ; le cas le plus probable est un hJ avec M sin i = 1.66 ± 0.31 MJup sur une orbite de demi-grand axe 0.0968 ± 0.0032 au (période orbitale 10.79 ± 0.14 d). Ces détections suggèrent que la migration de type II dans le disque est efficace pour générer des hJs nouveau-nés, et que les hJs sont peut-être plus fréquents autour des étoiles jeunes qu'autour des étoiles matures, ou que l'échantillon MaTYSSE est biaisé vers les étoiles hôtes de hJs. Nos RVs de V410 Tau excluent la présence d'un compagnon de masse Jovienne en-deçà de 0.1 au, ce qui suggère que la formation de hJs est peut-être inhibée par l'épuisement précoce du disque circumstellaire, qui pour V410 Tau aurait été causé par le compagnon stellaire, une naine M orbitant à quelques dizaines de au de l'étoile.

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Donati, Jean-François
Ecole doctorale:Sciences de l'Univers, de l'environnement et de l'espace (SDU2E)
laboratoire/Unité de recherche :Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie (IRAP), UMR 5277
Mots-clés libres :Exoplanètes - Vélocimétrie et spectropolarimétrie - Systèmes planétaires - Étoiles jeunes - Tomographie stellaire - Champs magnétiques
Sujets :Sciences de l'univers
Déposé le :03 Jul 2020 14:40