Thèse soutenue

Les poussières et petits corps des systèmes planétaires extrasolaires

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Auteur / Autrice : Elie Sezestre
Direction : Jean-Charles Augereau
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Astrophysique et milieux dilues
Date : Soutenance le 25/03/2019
Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes (ComUE)
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale physique (Grenoble, Isère, France ; 1991-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de planétologie et d'astrophysique de Grenoble (2011-....)
Jury : Président / Présidente : David Mouillet
Examinateurs / Examinatrices : Sean N. Raymond, Hervé Beust
Rapporteurs / Rapporteuses : Sean N. Raymond, Aki Roberge

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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Mon travail de thèse a porté sur la simulation numérique du comportement dynamique de poussières et de petits corps autour d’étoiles, appliqué à deux grands domaines de localisation : les disques de débris et les exozodis.Concernant les disques de débris, je me suis plus particulièrement intéressé aux arches mouvantes observées sur une période de 15 ans au sein du disque d’AU Mic. En supposant qu’elles proviennent toutes d’un corps parent unique et que les grains composant les arches ont la même dynamique que les arches elles-mêmes, j’ai montré que le corps parent doit être plus interne que la ceinture de planétésimaux (<25 UA) et qu’il peut être sur une orbite circulaire ou fixe par rapport à l’observateur. Afin d’expliquer la vitesse apparente des arches, il est nécessaire que les grains les composant soient submicrométriques pour être suffisamment sensibles à la pression du vent stellaire. Le champ magnétique à grande échelle de cette étoile est suffisant pour expliquer l’élévation verticale des arches, mais l’interaction des grains avec ce champ nécessite des études plus approfondies.D’autre part, j’ai développé un code numérique permettant de tester l’origine dynamique des poussières constituant les exozodis, en comparant les résultats de mes simulations aux observations. J‘ai montré que le scénario classique de migration par PR-drag de grains provenant d’une ceinture externe froide produit trop de flux dans le moyen infrarouge en regard du proche infrarouge, et cet effet n’est pas suffisamment contrebalancé par l’accumulation proche de la distance de sublimation. En revanche, le scénario cométaire, avec un apport de matière au plus près de l’étoile, permet de modérer le flux en moyen infrarouge. Les observations peuvent être reproduites avec une dizaine de comètes kilométriques autour de chaque étoile. Le code que j’ai conçu est capable d’appréhender de nombreux effets physiques, et il est possible de tester l’influence du DDE, de la pression du vent stellaire ou encore du champ magnétique.Par mon travail, j’ai montré que la prise en compte de la dynamique des grains de poussière permet de contraindre les propriétés physiques des grains, et j’ai développé des outils numériques adaptables à de nombreux cas de figures afin de pouvoir caractériser la diversité et la complexité de la poussière observée autour des étoiles.