Exploration de la diversité atmosphérique des jeunes exoplanètes et des naines brunes par la spectroscopie infrarouge à moyenne et haute résolution au VLT et à l'ELT

Exploration of the atmospheric diversity of young exoplanets and brown dwarfs with medium to high resolution infrared spectroscopy at the VLT and ELT

• Auteur / Autrice : Paulina Palma bifani
• Direction : Gaël Chauvin, Pierre Baudoz
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Doctorat sciences de la planete et de l'univers
• Date : Inscription en doctorat le 01/03/2022
• Etablissement(s) : Université Côte d'Azur
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences fondamentales et appliquées
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire J.L. LAGRANGE

Mots clés

Mots clés libres

Observations

Atmosphères

Exoplanètes

Techniques statistiques

Spectroscopie à moyenne et haute résolution

Formation

Atmospheres

Medium and high resolution spectroscopy

Statistical techniques

Observations

Formation

Exoplanets

Résumé

Dans le cadre d'un doctorat à Université Côte d'Azur, nous proposons un projet qui peut être décliné en deux axes stratégiques de recherche : 1/ L'exploration de spectres à moyenne et haute résolution (5000 - 100 000) de jeunes exoplanètes imagées et d'analogues exoplanétaires isolés observés au cours des programmes actuels avec SINFONI et CRIRES+ au VLT, et ceux à venir avec ERIS au VLT, SPIRou au CFHT ou avec le JWST. Après une première caractérisation du jeune compagnon de masse planétaire AB Pic b en orbite autour d'une jeune étoile de type solaire, et la caractérisation de l'atmosphère d'AF Lep b, ce travail conduira à une étude plus approfondie d'une bibliothèque de jeunes analogues exoplanétaires afin d'affiner leurs propriétés physiques en fonction de l'âge, de la masse et de la composition, et à une étude plus générale de leur formation, 2/ L'exploration prospective de la caractérisation et de la détection des exoplanètes avec le futur spectro-imageur MAORY-MICADO à l'ELT, qui combinera des techniques innovantes d'imagerie à haut contraste et de spectroscopie à moyenne et haute résolution. L'objectif sera d'explorer en particulier pour MAORY-MICADO les performances de détection et de caractérisation des jeunes exoplanètes et des naines brunes compagnes en utilisant le mode coronographique pour la photométrie multiple et le mode spectroscopique à longue fente avec une résolution de 20 000, en synergie avec d'autres instruments de l'ELT tels que HARMONI, METIS et HIRES.

In the framework of a Ph.D. at Université Côte d'Azur, we propose a project that can be declined into two strategic lines of research: 1/ The exploration of medium and high resolution spectra (5000 - 100 000) of young imaged exoplanets and isolated exoplanetary analogues observed in the course of current programs with SINFONI and CRIRES+ at VLT, and upcoming ones with ERIS at VLT, SPIRou at CFHT or with JWST. After focusing on a first characterization, of the young planetary-mass companion AB Pic b orbiting the a young solar-type star, and the characterization of AF Lep b's atmosphere, this work will lead to a more extensive study of a library of young exoplanetary analogues to refine their physical properties with age, mass and composition and a more general study of their formation, 2/ The prospective exploration of the characterization and the detection of exoplanets with future spectro-imager MAORY-MICADO at the ELT, that will combine innovant techniques of high-contrast imaging and medium to high-resolution spectroscopy. The goal will be to explore particularly for MAORY-MICADO the performances of detection and characterization of young exoplanets and brown dwarf companion using the coronographic mode for multiple-photometry and the long-slit spectroscopic mode with a resolution of 20 000, in synergy with other ELT instruments like HARMONI, METIS and HIRES.