Détection et propriétés des exo-Neptunes et Super-Terres : synergies entre SOPHIE et CHEOPS

par Bastien Courcol-Rozès

Thèse de doctorat en Astrophysique et Cosmologie

Sous la direction de Magali Deleuil et de François Bouchy.

Le président du jury était Olivier Mousis.

Le jury était composé de Christophe Lovis, Alonso Roi, Jacques Laskar.

Les rapporteurs étaient Yann Alibert, René Doyon.


  • Résumé

    L’amélioration des techniques de détection d’exoplanètes permet à present de sonder des populations d’objets de plus en plus petits. Mais si plusieurs centaines de petites planètes ont été découvertes, leur détection et surtout leur caractérisation précise reste un défi. À cause de ce manque de contraintes observationnelles, cette population est encore mal connue.Ma thèse a donc porté sur la détection en vitesses radiales de planètes de faible masse avec le spectrographe SOPHIE et en préparation à la mission CHEOPS. J’ai tout d’abord mené un travail d’analyse des systématiques instrumentales de SOPHIE qui m’a permis d’améliorer sa précision à un niveau de 2 m/s. Grâce à cela j’ai pu sécuriser la nature planétaire de HD 164595 b, un Neptune sur une orbite de 40 jours autour d’une étoile très similaire au Soleil. J’ai également calculé les limites de détection et établi un bilan à mi-parcours du programme à haute précision de SOPHIE après 5 ans d’observations et plus de 3000 mesures. Le satellite CHEOPS sera dédié à la recherche de transit de planètes de faibles masses déjà détectées en vitesses radiales autour d’étoiles brillantes. En préparation à son programme d’observation, j’ai en particulier établi une liste de cibles en provenance des relevés en vitesse radiale. Ce programme pourra mener à l’identification de 3 à 9 nouvelles planètes de faible masse en transit. Je me suis également intéressé aux propriétés statistiques de cette population de petites planètes. À partir de la centaine de planètes bien caractérisées dans ce domaine de masse, j’ai mis en évidence une dépendance entre la masse maximale d’une planète de ce type et la métallicité de son étoile hôte.

    mots clés mots clés

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  • Titre traduit

    Detection and properties of exo-Neptunes and Super-Earths : synergies between SOPHIE and CHEOPS


  • Résumé

    With the improvement of the detection techniques of exoplanets, we are able to probe populations of ever smaller objects. But if several hundreds of these small planets have been discovered, their detection and especially their precise characterization is still a challenge. Because of the lack of observatio- nal constrains, this population remains poorly known. My thesis focused on the detection in radial velocity of low mass planets with the SOPHIE spectrograph in preparation of the CHEOPS mission. I first analyzed, interpreted and corrected the instrumental systematics of SOPHIE which lead to an improvement in precision down to the 2 m/s level. Thanks to this work, I uncovered the planetary nature of HD 164595 b, a Neptune-like planet on a circular 40 days orbit around a solar twin. I also computed the detection limits and established an assessment of the high precision program on SOPHIE after 5 years of observations and more than 3000 measurements.The CHEOPS satellite will be dedicated to the search of transits of small planets already detected in radial velocities around bright stars. In order to prepare its observing program, I built a list of targets from radial velocity surveys. CHEOPS, with its high precision photometry, will then be able to to measure very accurately their radius and constrain their density. This program could lead to the identification of 3 to 9 new low mass transiting planets.I also studied the statistical properties of this low-mass planets population. Based on the hundred of planets that are well characterized in this mass regime, I uncovered a link between the maximal mass of these planets and the metallicity of their host-stars.


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