Soutenance de la thèse de Salomé Grouffal, intitulée “Détection et caractérisation d’exoplanètes à longue période orbitale: Vers des planètes semblables à la Terre”

Soutenance de la thèse de Salomé Grouffal, intitulée “Détection et caractérisation d’exoplanètes à longue période orbitale: Vers des planètes semblables à la Terre”. La soutenance se tiendra le vendredi 26 septembre à 9 h dans l’amphithéâtre du LAM. Vous trouverez ci-dessous le résumé ainsi que la composition du jury.

La soutenance sera en anglais.

Composition du jury:

Émeline BOLMONT (Observatoire de Genève) – Rapporteure
Tristan GUILLOT (Observatoire de la Côte d’Azur) – Rapporteur
Susana BARROS (Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço) – Examinatrice
Lucile MIGNON (Institut de Planétologie et d’Astrophysique de Grenoble) – Examinatrice
Amaury TRIAUD (University of Birmingham) – Examinateur
Stéphane UDRY (Observatoire de Genève) – Examinateur
Vincent LE BRUN (Laboratoire d’Astrophysique de Marseille)- Président
Alexandre SANTERNE (Laboratoire d’Astrophysique de Marseille) – Directeur de thèse

Résumé

Trente ans après la découverte de la première exoplanète autour d’une étoile de la séquence principale, plus de 5800 exoplanètes ont été confirmées. Ces découvertes, issues de différentes méthodes de détection, ont révélé une grande diversité de systèmes et transformé notre compréhension de la formation et de l’évolution planétaires. Les planètes en transit, en particulier, permettent de mesurer précisément le rayon, la masse et d’accéder à des observations atmosphériques via la spectroscopie de transmission. Les systèmes multi-planétaires sont désormais étudiés en détail, permettant la planétologie comparée à l’échelle des systèmes et entre les planètes. Cependant, aucun système analogue au Système solaire n’a encore été détecté, en raison des biais des principales méthodes de détection (transits et vitesses radiales) favorisant les planètes à courtes périodes. Pour comprendre l’unicité du Système solaire et de la Terre, il est nécessaire d’étudier des planètes à plus longues périodes, situées dans la zone habitable d’étoiles de type solaire. La mission spatiale PLATO (ESA) vise cet objectif. En parallèle, les instruments au sol améliorent leur précision pour caractériser ces planètes peu massives et éloignées. Ces efforts combinés ouvriront la voie à des comparaisons plus directes avec notre propre système planétaire. Dans ce contexte, cette thèse aborde les défis de la détection et de la caractérisation des exoplanètes à longue période à travers l’étude complète d’un système multiplanétaire, en mobilisant différentes techniques d’observation.

La première partie propose une étude détaillée du système planétaire autour de HIP 41378, une étoile brillante de type F, qui abrite cinq planètes en transit avec des périodes orbitales allant jusqu’à 542 jours. Ce système est un excellent analogue pour les futures cibles de la mission PLATO. Les périodes orbitales des planètes n’ayant transité qu’une ou deux fois sont d’abord déterminées, puis les données de transit, les vitesses radiales et l’analyse des variations des temps de transit sont combinées pour contraindre les paramètres orbitaux et les masses des sept planètes du système. Une attention particulière est portée à la planète f (542 jours), dont l’obliquité mesurée via l’effet Rossiter–McLaughlin révèle un fort désalignement. Sa faible densité, par ailleurs, remet en question les modèles standards de structure interne. L’ensemble de cette étude fournit des enseignements précieux pour guider les futures observations de la mission PLATO et les stratégies de suivi au sol des planètes à longue période.

La seconde partie s’intéresse à la méthode des vitesses radiales. Une nouvelle approche est développée pour corriger les variations instrumentales du spectrographe SOPHIE à partir de ses conditions environnementales, améliorant ainsi la sensibilité aux planètes de faible masse. Ce travail inclut également une contribution au programme KOBE, qui cible les planètes situées dans la zone habitable de naines K avec le spectrographe CARMENES.