Caractérisation d'exoplanètes à haute résolution spectrale avec le VLT/HIRISE

Exoplanet characterization at high spectral resolution with VLT/HIRISE

• Auteur / Autrice : Allan Denis
• Direction : Arthur Vigan
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : PHYSIQUE & SCIENCES DE LA MATIERE - Spécialité : ASTROPHYSIQUE ET COSMOLOGIE
• Date : Inscription en doctorat le 01/11/2023
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale Physique et Sciences de la Matière (Marseille)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LAM - Laboratoire d'Astrophysique de Marseille

Mots clés

Mots clés libres

Exoplanètes

Atmosphères

Observations

Exoplanets

Atmospheres

Observations

Résumé

La composition atmosphérique des exoplanètes géantes gazeuses fournit des marqueurs essentiels de leur caractéristiques physiques fondamentales, telles que leur mode de formation ou leur structure interne. Le nouvel instrument HiRISE installé sur le VLT par le LAM et ses partenaires permet la caractérisation de compagnons connus par imagerie directe à haute résolution spectrale en combinant l'imageur d'exoplanètes SPHERE et le spectrographe CRIRES via des fibres optiques. Cet instrument de nouvelle génération a récemment été installé et validé, et va à présent entrer dans sa phase d'exploitation scientifique qui sera effectuée dans le cadre de l'ANR MIRAGES portée par le LAM. De premières données ont d'ores et déjà été acquises dans le cadre du commissioning, et de nouvelles observations sont prévues à l'automne 2023. Le groupe scientifique prévoit la soumission d'un grand programme d'observation qui s'étendra sur deux à trois ans, avec le but d'observer avec HiRISE tous les compagnons connus par imagerie directe. Le travail de thèse sera majoritairement centré sur l'exploitation des données de l'instrument HiRISE et de leur exploitation dans le cadre du projet MIRAGES. Ce travail couvre de nombreux aspects comme la participation aux observations au télescope, la soumission de demandes de temps d'observation additionnelles, le traitement des données de l'instrument HiRISE obtenues sur le ciel, l'nterprétation astrophysique des données par comparaison à des grilles de modèles ou en utilisant des outils dédiés de type « forward modelling », l'écriture et la soumission d'articles scientifiques, et enfin la présentation de résultat en conférence. Le travail s'effectuera en collaboration étroite avec les 3 autres laboratoires partenaires de l'ANR MIRAGES: l'OCA, l'IPAG et le LESIA. Ces partenaires offrent une expertise sur les observations, l'analyse du signal et la modélisation d'atmosphères d'exoplanètes. Ils seront impliqués dans le projet de thèse en fournissant des outils et des modèles.

The atmospheric composition of giant gas exoplanets provides essential markers of their fundamental physical characteristics, such as their mode of formation or their internal structure. The new HiRISE instrument installed on the VLT by the LAM and its partners enables the characterization of known companions through high-resolution spectral imaging, combining the exoplanet imager SPHERE and the CRIRES spectrograph via optical fibers. This next-generation instrument has recently been installed and validated and will now enter its scientific exploitation phase, which will be carried out as part of the ANR MIRAGES project led by LAM. Initial data has already been acquired during commissioning, and new observations are planned for the autumn of 2023. The scientific group plans to submit a large observation program that will span two to three years, with the goal of observing all known companions through direct imaging with HiRISE. The thesis work will primarily focus on the exploitation of HiRISE instrument data and their utilization within the MIRAGES project. This work covers various aspects such as participation in telescope observations, submission of additional observation time requests, processing of HiRISE instrument data obtained from the sky, astrophysical interpretation of data through comparison with model grids or using dedicated ''forward modeling'' tools, writing and submission of scientific articles, and finally, the presentation of results at conferences. The work will be carried out in close collaboration with the three other partner laboratories of the ANR MIRAGES: OCA, IPAG, and LESIA. These partners offer expertise in observations, signal analysis, and the modeling of exoplanet atmospheres. They will be involved in the thesis project by providing tools and models.