Populations stellaires et systèmes planétaires observés par CoRoT

par Jean-christophe Gazzano

Thèse de doctorat en Astrophysique et Cosmologie

Sous la direction de Magali Deleuil et de Patrick De Laverny.

Le président du jury était Claude Catala.

Le jury était composé de Magali Deleuil, Patrick De Laverny, Claude Catala, Xavier Delfosse, Caroline Soubiran, Stephane Udry.

Les rapporteurs étaient Xavier Delfosse, Caroline Soubiran.


  • Résumé

    Dans le cadre de ma thèse, j'ai effectué l'analyse spectrale d'un échantillon massif de spectres stellaires dans le contexte du programme exoplanète de la mission CoRoT. J'ai tiré avantage des instruments Flames/GIRAFFE pour observer près de 2000 étoiles dans le but de comprendre les populations stellaires dans les champs CoRoT. Dans ce but, j'ai implémenté, calibré, testé, et appliqué une chaîne de traitement et de réduction fiable et efficace afin de réduire et d'analyser automatiquement (en utilisant l'algorithme de paramétrisation MATISSE, Gazzano et al. 2010) un large échantillon de spectres stellaires. J'ai déterminé la vitesse barycentrique radiale, une estimation de la vitesse de rotation projetée sur la ligne de visée, la température effective, la gravité de surface, de la métallicité global et l'enrichissement des éléments par rapport au fer pour 1 227 étoiles dans trois des champs CoRoT. Ainsi, j'ai construit un des premiers échantillons affranchis de biais de sélection pour toute étude concernant la relation planète métallicité dans les champs CoRoT et démontré que le nombre des étoiles naines a été généralement sous-estimé par la classification photométrique (Exo-Dat, Deleuil et al. 2009). J'ai appliqué la relation reliant le nombre de planètes détectées à la métallicité de l'étoile hôte (Udry & Santos 2007), parfaitement en accord avec le nombre actuel de détection planétaire dans les champs CoRoT correspondant (Gazzano et al. 2010). En utilisant les paramètres atmosphériques MATISSE, nous avons déterminé les distances et nous les avons combinées avec des informations cinématiques (les mouvements propres du catalogue PPMXL - Roeser et al. (2010), et l'astrométrie). Nous avons dérivé les composantes de cinématique Galactique : position et vitesse. Cela m'a permis d'étudier les populations stellaires dans les champs CoRoT /exoplanète et de quantifier le gradient de métallicité dans la Galaxie (Gazzano et al. En préparation). J'ai par ailleurs montré que les étoiles à planètes détectées dans les champs considérés pour ma thèse sont exclusivement des étoiles de disque mince. J'ai également participé au suivi des candidats planète CoRoT à l'aide de spectroscopie à haute résolution. J'ai effectué l'analyse spectrale, avec le logiciel VWA (Bruntt et al. 2010b,a), des étoiles hôtes pour la mission spatiale CoRoT. Ces études ont conduit à la détermination des paramètres fondamentaux de l'étoile, qui est une étape indispensable pour la caractérisation complète de la planète.


  • Résumé

    During my Ph.D., I performed the spectral analysis of a massive sample of stellar spectra in the context of the CoRoT /Exoplanet mission. We took advantage of the Flames/GIRAFFE multi-fibre instrument to observe almost 2 000 stars with the aim of understanding the stellar populations in the CoRoT fields. To these purposes, I implemented, calibrated, tested and applied an automatic pipeline to reduce and analyse automatically (using the parameterization algorithm MATISSE, Gazzano et al. 2010) a large sample of stellar spectra. I derived the barycentric radial velocity, an estimate of the rotational velocity projected on the line of sight, the effective temperature, the surface gravity, the overall metallicity and the -enhancement for 1227 stars in three of the CoRoT fields. Hence, I built one of the first unbiased samples for any study regarding planet metallicity relationship in the CoRoT fields and demonstrated that the amount of dwarf stars was generally underestimated by the photometric classification (in Exo-Dat, Deleuil et al. 2009). I applied the relationship linking the number of planets as a function of the metallicity of the host star (Udry & Santos 2007), totally in agreement with the current number of planetary detection in the corresponding CoRoT fields (Gazzano et al. 2010). Using MATISSE atmospheric parameters, we determined distances and combining them with kinematics information (proper motions from PPMXL catalogue - Roeser et al. (2010) and astrometry), we derived Galactic kinematics components : position, velocities and orbits. This allowed me to study the stellar populations in the CoRoT /Exoplanet fields and quantify the metallicity gradient in the Galaxy (Gazzano et al. in preparation). I also participated to the spectroscopic follow-up observations of CoRoT planetary candidates with high resolution spectroscopy, to the spectroscopic analysis, with the VWA software (Bruntt et al. 2010b,a), of planet hosting stars for the CoRoT space mission and to their characterisation and publication. Indeed, the determination of the fundamental parameters of the star is a mandatory step for the complete characterisation of the planet.


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