Détection et caractérisation d’exoplanètes basées sur la spectroscopie Doppler

Detection and characterization of exoplanets using Doppler spectroscopy

• Auteur / Autrice : Shweta Dalal
• Direction : Guillaume Hébrard, Alain Lecavelier des Étangs
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Astrophysique
• Date : Soutenance le 16/09/2020
• Etablissement(s) : Sorbonne université
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Astronomie et astrophysique d'Île-de-France (Meudon, Hauts-de-Seine ; 1992-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut d'astrophysique de Paris (1936-....)
• Jury : Président / Présidente : Bruno Sicardy
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Xavier Bonfils, Claire Moutou, Claude Catala
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Joshua N Winn, Jean-Charles Augereau

Mots clés

Mots clés contrôlés

Vélocimétrie laser Doppler

Naines brunes

Télédétection

Exoplanètes

Mots clés libres

Exoplanètes

Jupiters froids

Naines brunes

Obliquité

Ombre Doppler

Vitesse radiale

Exoplanets

Brown dwarfs

Cool Jupiters

Rossiter-McLaughlin

Radial velocity

Doppler shadow

Résumé

Plus de 4000 exoplanètes ont été découvertes avec une gamme diversifiée de systèmes planétaires. L'étude de ces systèmes planétaires nous aide à répondre à de nombreuses questions fondamentales sur la science des exoplanètes. Dans ce contexte, j'ai travaillé sur différents projets dans ma thèse. Je vous présente six nouvelles planètes géantes découvertes dans le cadre du consortium SOPHIE. Ces planètes sont des Jupiters froids avec des périodes orbitales de plus de 200 jours et ont une masse minimale allant de 0,7 à 4 masses de Jupiter. En outre, six nouvelles naines brunes d'une masse minimale de 20 à 90 masses de Jupiter et 15 nouveaux compagnons stellaires d'une masse entre 0,096 et 0,382 masses solaires ont été détectées dans le cadre d'un programme de naines brunes en cours avec SOPHIE. Je présente la nouvelle mesure de l'obliquité projetée sur le ciel pour HD3167 c obtenue à l'aide du spectrographe HARPS-N. Plusieurs méthodes, à savoir celles de Rossiter-McLaughlin (RM) classique, de l'ombre Doppler et Reloaded RM, sont utilisées. HD3167 c se révèle être en orbite presque polaire. J'ai obtenu une nouvelle estimation de l'obliquité projetée sur le ciel pour l'exoplanète HD189733 à l'aide du spectropolarimètre SPIRou. La méthode RM classique et l'ombre Doppler ont été implémentées et l'obliquité mesurée est similaire aux estimations obtenues avec des données optiques.

More than 4000 exoplanets have been discovered with a diverse range of planetary systems. Studying these planetary systems helps us answer many fundamental questions about the exoplanet science. In this context, I worked on different projects in my thesis. I present six new giant planets discovered within the framework of the SOPHIE consortium. These planets are cool Jupiters with orbital periods of more than 200 days and have a minimum mass ranging from 0.7 to 4 Jupiter masses. In addition, six new brown dwarfs with a minimum mass of 20 to 90 Jupiter masses and 15 new stellar companions with a mass between 0.096 and 0.382 solar masses have been detected as part of an ongoing brown dwarf program with SOPHIE. I present the new measurement of the sky-projected obliquity for HD3167 c using the HARPS-N spectrograph. Several methods, namely, classic Rossiter-McLaughlin (RM), Doppler shadow, and Reloaded RM, are used. HD3167 c is found to be in nearly polar orbit. I revisit the obliquity projected in the sky obtained for a well-known exoplanet HD189733 using the SPIRou spectropolarimeter. Classical RM and Doppler shadow are implemented. The resulting sky-projected obliquity is found to be similar to that obtained from optical data.