Méthodes de détection du spectre des oscillations acoustiques des planètes géantes : application à Saturne

Detection methods of acoustic oscillations spectrum of the giant planets: application to Saturn

• Auteur / Autrice : Laurent Petitbon
• Direction : Jean-Pierre Maillard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Astronomie fondamentale, mécanique céleste, géodésie
• Date : Soutenance en 1996
• Etablissement(s) : Observatoire de Paris (1667-....)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Astronomie et astrophysique d'Île-de-France (Meudon, Hauts-de-Seine ; 1992-....)
• Jury : Président / Présidente : Pierre Encrenaz
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-Pierre Maillard, Pierre Drossart, Eric Fossat, Jean-Eudes Arlot, Daniel Gautier, Jean Gay, Benoît Mosser
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Pierre Drossart, Eric Fossat

Mots clés

Mots clés contrôlés

Astrogéologie

Saturne (planète)

Résumé

Le travail présenté dans cette thèse est centré sur la tentative de détection du spectre d'oscillations acoustiques de Saturne. Les implications en physique et dans la connaissance du système solaire sont passées en revue, ainsi que les caractéristiques qui font de Saturne un objet sismologiquement intéressant. Les observations nécessaires pour atteindre cet objectif ont été réalisées avec le spectromètre a transformée de Fourier (FTS) au télescope Canada-France-Hawaii en 1993. Après une présentation complète de ces observations et de la méthode d'acquisition de données, qui a fait l'objet d'un développement tout à fait nouveau, la réduction des données est détaillée. Chaque étape, réalisée dans le but d'éliminer au maximum toutes les causes possibles de bruit, est décrite avec précision, jusqu'à aboutir à un spectre des oscillations de la planète. Un test d'autocorrélation de ce spectre est présenté pour confirmer ou non la détection des dites oscillations. Ce test révèle que nous ne pouvons pas conclure à cette détection. Les raisons de cette non-détection sont discutées en détail afin de préparer de futures observations, qui permettront de mettre en évidence ces oscillations, dont l'existence est par ailleurs fortement suggérée par la théorie et la structure interne de la planète. Le travail présenté sur Saturne est placé dans le contexte général de la sismologie des planètes géantes. Nous revenons à cette occasion sur les résultats déjà obtenus sur Jupiter, et présentons les différentes méthodes utilisées jusqu'à présent pour ce type d'observations. Parallèlement, cette thèse comporte une partie instrumentale. En effet, un nouvel instrument, dédié à la sismologie des planètes géantes est présenté. Cet instrument est basé sur un interféromètre de Fabry-Perot. Des simulations d'observations de Jupiter et Saturne sont décrites, et leur résultat analysé, dans le but de déterminer les paramètres instrumentaux optimums offrant la plus grande sensibilité possible. La sensibilité qu'il apparait possible d'atteindre avec ce nouvel instrument est 10 fois meilleure que celle obtenue avec le FTS. Ces résultats sont encourageants pour l'avenir des observations sismologiques des planètes géantes.