La caractérisation des exoplanètes en transit par vélocimétrie radiale

par Alexandre Santerne

Thèse de doctorat en Astrophysique et Cosmologie

Sous la direction de Claire Moutou et de François Bouchy.


  • Résumé

    La recherche et caractérisation de planètes extrasolaires en transit (i.e., qui passent devant leur étoile, vue depuis la Terre) est un domaine important de la planétologie car ces planètes permettent de contraindre les processus de formation, d'évolution et de migration des systèmes planétaires. Les missions spatiales CoRoT et Kepler ont permis, ces dernières années, de découvrir plusieurs milliers de candidats-planètes en transit. Cependant, ces candidats-planètes doivent être confirmés afin d'exclure tout scénario de faux-positifs pouvant imiter un transit d'une exo-planète. Pour cela, l'une des méthodes possible consiste à mener des observations complémentaires de vitesse radiale permettant de mesurer la masse et les paramètres orbitaux de l'objet qui transite et ainsi de pouvoir déterminer la nature des candidats-planètes. Au cours de ma thèse, je me suis attaché à résoudre la nature des candidats-planètes en transit issues des missions spatiales CoRoT et Kepler en menant des observations avec les spectrographes SOPHIE et HARPS, ce qui m'a permis d'identifier plusieurs nouvelles planètes extrasolaires en transit. J'ai également pu mesurer le taux de faux-positif de la mission Kepler, égal à 35% pour les candidats planètes-géantes à courte période orbitale, contredisant les précédentes estimations, beaucoup plus optimistes. J'ai également participé au développement d'un nouveau logiciel, "PASTIS", qui permet de valider statistiquement des planètes extrasolaires de faible masse, trop petites pour être caractérisées grâce aux spectrographes actuels. Ce logiciel permettra, à terme, de valider des dizaines de planètes de faible masse issues des missions CoRoT et Kepler.


  • Résumé

    The search and characterization of transiting extrasolar planets (i.e. that pass in front of their host star, as seen from the Earth) is an important domain of planetology since these planets constrain the formation, evolution and migration process of planetary systems. The CoRoT (CNES) and Kepler (NASA) space missions permit, these last years, to discover several thousand of transiting-planet candidates. However, these planet candidates need to be confirmed in order to exclude all false positive scenario that can mimic a planetary transit. For that, one of the method consist on performing radial velocity follow-up observations to measure the transiting object's mass and orbital parameters and thus, to determine the nature of planet candidates.During my PhD thesis, I tried to resolve the nature of transiting planet candidates from the CoRoT and Kepler space missions. For that, I performed follow-up observations with the SOPHIE (OHP) and HARPS (ESO) spectrographs that were used to discover several new transiting extrasolar planets. I also measured the Kepler false-positive rate, equal to 35% for giant close-in exoplanet candidates, contradicting previous estimations, much more optimistic.I also participate to the development of a new software, called "PASTIS", which objective is to validate statistically low-mass transiting exoplanets out of reach for current spectrographs. This new tool will, in a near future, validate tens of low-mass planets from the CoRoT and Kepler space missions.


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