Search for exoplanets, measurement of their physical and orbital properties

Recherche des exoplanètes, mesure de leurs propriétés physiques et orbitales

Pascal Bordé (1)

1 IAS - Institut d'astrophysique spatiale

Exoplanetology is a young science that genuinely took off in 1995 when a giant planet was discovered in close orbit to the solar star 51 Pegasi. My first researches in this field started in 1999 and were concerned with the space mission Corot that has lead since 2006 to the discovery of more than thirty diverse exoplanets. I have been fully engaged in the Corot adventure, starting with estimating the number of detectable planets from 1999 to 2003, continuing with the search for and characterization of partial eclipse signals, or transits, when the data became available in 2007, and finishing with the measure of orbital and physical properties of detected exoplanets, most notably Corot-7b in 2009, the first rocky exoplanet with measured mass and radius, and Corot-8b in 2010, a dense small-Saturn. Currently, I work on computing the probability of the planetary nature of all transit signals detected by Corot. My other works deal with two high angular resolution techniques for the direct detection of exoplanets: long-baseline infrared interferometry and visible coronagraphy. Interferometry-wise, I compiled two catalogs of calibrator stars suitable for high-precision instrumental calibrations, I measured the properties of a single-mode fiber prototype in the mid-infrared, and I observed dwarf, giant, and double stars. My major result is the detection of the faint companion to Theta Draconis. Finally, coronagraphy-wise, I devised in 2006 a speckle-nulling approach by way of a deformable mirror, to be used in the framework of Nasa's Terrestrial Planet Finder Coronagraph project. In case Esa selects the Echo project in February 2014, my future works might be dealing with the transmission spectrometry of short-period exoplanet atmospheres.

L'exoplanétologie est une science jeune qui n'a véritablement démarré qu'en 1995 avec la découverte d'une exoplanète géante en orbite rapprochée autour de l'étoile solaire 51 Pegasi. Mes premières recherches dans de domaine datent de 1999 et concernent la mission spatiale Corot qui a conduit depuis 2006 à la détection de plus d'une trentaine de nouvelles exoplanètes très diverses. J'ai pleinement participé à l'aventure de Corot, en commençant par l'estimation du nombre de planètes détectables de 1999 à 2003, en poursuivant par la recherche et la caractérisation des signaux d'éclipses partielles, ou transits, lorsque les données furent disponibles à partir de 2007, pour finir par la mesure des propriétés physiques et orbitales des exoplanètes détectées, notamment Corot-7b en 2009, la première exoplanète rocheuse au rayon et à la masse mesurés, et Corot-8b en 2010, un mini-saturne dense. Je travaille actuellement au calcul de la probabilité de la nature planétaire de tous les signaux de transits détectés par la mission. Mes autres travaux de recherche concernent deux techniques de haute résolution angulaire pour la détection directe d'exoplanètes : l'interférométrie à longue base dans l'infrarouge et la coronographie dans le visible. En interférométrie, j'ai contribué à la précision de l'étalonnage des instruments en compilant deux catalogues d'étoiles-étalons, j'ai mesuré les propriétés d'un prototype de fibre monomode dans l'infrarouge moyen, et j'ai observé des étoiles naines, géantes et doubles. Mon résultat majeur est la détection directe du compagnon faible de l'étoile Theta Draconis. Enfin, en coronographie, j'ai développé en 2006 une méthode de correction de tavelures à l'aide d'un miroir déformable dans le cadre du projet Terrestrial Planet Finder Coronagraph de la Nasa. En cas de sélection du projet Echo par l'Esa en février 2014, mes recherches futures pourraient concerner la spectrométrie par transmission de l'atmosphère d'exoplanètes à courte période.

Mots clés: Stars; exoplanets; long-baseline infrared interferometry; coronagraphy; transit photometry; radial velocity spectrometry

Mots clés: étoiles; exoplanètes; interférométrie infrarouge à longue base; coronographie; photométrie des transits; spectrométrie des vitesses radiales

Domaines: Astrophysique stellaire et solaire [astro-ph.SR]; Astrophysique stellaire et solaire [astro-ph.SR]; Instrumentation et méthodes pour l'astrophysique [astro-ph.IM]; Instrumentation et méthodes pour l'astrophysique [astro-ph.IM]; Planétologie et astrophysique de la terre [astro-ph.EP]; Planétologie et astrophysique de la terre [astro-ph.EP]

Pascal Bordé. Recherche des exoplanètes, mesure de leurs propriétés physiques et orbitales. Astrophysique stellaire et solaire [astro-ph.SR]. Université Paris Sud - Paris XI, 2013. ⟨tel-00917762⟩