Atmosphere des planetes extrasolaires geantes : un modele d'equilibre radiatif

par Cedric Goukenleuque

Thèse de doctorat en Terre, océan, espace

Sous la direction de Bruno Bézard.

Soutenue en 1999

à Paris 6 .

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Résumé

Les observations directes, notamment spectroscopiques, permettront de determiner la nature et la composition chimique de l'atmosphere des jupiter chauds, mais il est essentiel d'elaborer preliminairement un modele atmospherique theorique dans le but de contraindre les techniques d'observation. Dans cette optique, nous avons developpe un modele d'equilibre radiatif adapte aux planetes extrasolaires de type jovien, chauffees par leur etoile centrale. La modelisation fournit la determination de la structure thermique moyenne, mais aussi le spectre reflechi et le spectre d'emission thermique pour des planetes de distance orbitale 0. 05 a 1 unite astronomique. Dans ce modele, l'atmosphere est limitee au bas par un nuage optiquement epais. Dans tous les cas, un resultat majeur du modele est marque par l'absence d'inversion de temperature dans la structure thermique de l'atmosphere, contrairement aux planetes geantes du systeme solaire. A l'exception de la planete la plus distante (1 ua) de l'echantillon des planetes modelisees, nous trouvons que l'atmosphere est subadiabatique sur toute la grille de pression, ce qui valide l'hypothese d'equilibre radiatif. La distribution verticale des especes chimiques les plus abondants de l'atmosphere, dans des conditions solaires, est discutee selon la distance de la planete a l'etoile. Le spectre d'emission thermique est domine par les bandes de l'eau, vues en absorption, et revele une fenetre a 4 m, accompagnee d'un flux de plus en plus fort a 10 m pour les planetes les plus froides. Nous avons enfin etudie la detectabilite des signatures spectrales de l'atmosphere des jupiters chauds, au foyer de grands telescopes (vlt, keck,) en mode non-interferometrique. Les spectres synthetiques ont ete calcules pour 51 peg b (t e f f = 1200 k) en particulier, dans la bande 3 de ch 4 et (1-0) de co.

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