17 décembre 2013, Observatoire de Paris Réunion SPIRou de l acpon exoplanètes
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- Pascal Lamontagne
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1 17 décembre 2013, Observatoire de Paris Réunion SPIRou de l acpon exoplanètes Programme : 9:30 (30 mn + 30 mn de discussion ) G. Hébrard : SPIRou : un SpectroPolarimètre InfraRouge pour le CFHT 10:30 (15 mn + 15 mn de discussion ) A. Lecavelier : Atmosphères des exoplanètes avec SPIRou 11:00 (15 mn + 15 mn de discussion ) T. Widemann : Atmosphères du système solaire : dynamique et chimie 11:30 (15 mn + 15 mn de discussion ) P. Hennebelle : FormaPon stellaire en présence de champ magnépque 12:00 (15 mn + 15 mn de discussion ) S. Brun : MagnéPsme stellaire et impact sur les planètes
2 SPIRou : un SpectroPolarime tre InfraRouge pour le télescope Canada-France-Hawaii Guillaume Hébrard Institut d astrophysique de Paris 17 décembre 2013, Observatoire de Paris Réunion de l ac<on exoplanètes
3 éditions Dupuis SPIRou Deux objecpfs scienpfiques principaux : 1. Recherche et caractérisa.on des planètes telluriques dans la zone habitable autour d étoiles froides. 2. Étude de l'impact du champ magné.que sur la forma.on des étoiles et des planètes.
4 1. Planètes telluriques autour d étoiles M Des centaines d exoplanètes détectées et caractérisées en moins de 20 ans. Majoritairement par la méthode des vitesses radiales. Essor de la méthode des transits. Contraintes sur les processus de forma.on et d évolu.on des systèmes planétaires. Premières études des atmosphères exoplanétaires. Une des orienta.ons majeures actuelles : détecter et caractériser des planètes telluriques, notamment dans la zone habitable de leurs étoiles- hôtes. Les naines M sont des cibles par.culièrement favorables.
5 1. Planètes telluriques autour d étoiles M Intérêt des naines M : Complémentaire des étoiles FGK è comparaisons. Étoiles les plus nombreuses è sta.s.que. Faibles masses stellaires è favorise la détec.on de planètes de faibles masses par vitesses radiales. Faibles rayons stellaires è favorise la détec.on de planètes de pe.ts rayons par transits. Faibles températures stellaires è réduit le rayon de la zone habitable. è plus grande amplitude de varia.on de vitesse radiale ; è sur des périodes orbitales plus courtes ; è augmente la probabilité de transits ; è en cas de transits, ceux- ci sont plus fréquents ; è plus grande profondeur des transits. Les pe.tes planètes sont très nombreuses autour des naines M (occurrence : 80% / dans la zone habitable : 40%).
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7 SPIRou : µm M6 (3100K) M8 (2300K) SPIRou Y J H K
8 1. Planètes telluriques autour d étoiles M M * (M ) R * (R ) a ZH (UA) P orb (jours) K (m/s) K 5 (m/s) Transit (mmag) Soleil M M M SPIRou permet d abeindre une précision de 1 m/s avec S/B=160 par pixel de 2km/s. 600 naines M observées en 500 nuits : détec.on de 300 pe.tes planètes, dont 50 dans la zone habitable, et quelques unes en transit.
9 Support aux missions spapales : Cibles pour JWST et CHEOPS, puis EChO, Darwin, TPF. Suivi en vitesses radiales de Kepler, TESS, puis PLATO. Atmosphères planétaires et exoplanétaires : Résolu.on spa.ale dans le Système solaire (composi.on chimique des atmosphères, dynamique des vents, émissions aurorales). Marqueurs atmosphériques dans les exoplanètes (transits, occulta.ons, phases).
10 2. Champ magnépque et formapon stellaire et planétaire Importance du champ magné.que dans l effondrement gravita.onnel des nuages moléculaires... et dans la forma.on des disques et des cœurs pré- stellaires dans lesquels sont créées étoiles et planètes. Étoiles T Tauri (1 Myr : proto- étoile et disque d accré.on) : Champ magné.que creuse cavité au centre du disque. Accré.on de ma.ère du disque vers l étoile. Freinage de la rota.on stellaire.
11 2. Champ magnépque et formapon stellaire et planétaire Résultats obtenus en étudiant la topologie du champ magné.que par polarimétrie op.que. Les cibles les plus jeunes sont les plus enfouies : inaccessibles en op.que. Intérêt de l infrarouge : Cibles plus brillantes que dans le domaine op.que. Effet Zeeman renforcé aux grandes longueurs d onde. SPIRou permet donc d étendre ces études sur : un plus grand nombre de cibles ; les cibles les plus jeunes.
12 Nébuleuse d'orion dans le visible
13 Nébuleuse d'orion en infrarouge proche
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15 Études des champs magnépques stellaires Ac.vité magné.que des naines M : Effets sur les atmosphères planétaires? Restreint l habitabilité? Effets sur les mesures de vitesse radiale : Ac.vité magné.que et rota.on stellaire induisent du bruit en vitesse radiale. Observa.ons simultanées en polarimétrie et vitesses radiales peuvent permebre de corriger ces effets.
16 L instrument SPIRou Spécificités principales : Une stabilité et une précision de 1 m/s. Une grande efficacité sur le domaine μm. La mesure précise de la polarisa.on dans les raies spectrales. Spectrographe cryogénique Unité calibration et référence VR Unité Cassegrain et fibre optique
17 L instrument SPIRou 1. Unité Cassegrain (stabilisa.on.p/.lt, analyse polarimétrique achroma.que). 2. Unité de calibra.on (lampes, Fabry- Perot). 3. Lien en fibres op.ques (entre l'unité Cassegrain et le spectrographe). 4. Spectrographe échelle (enceinte cryogénique stabilisée). Spectrographe cryogénique Unité calibration et référence VR Unité Cassegrain et fibre optique
18 Équipe SPIRou PI : J.- F. Dona. (IRAP) ; Co- PI : R. Doyon (U. Montréal). Une centaine de chercheurs, en France et dans une dizaine de pays. Une composante francilienne importante (DIM- ACAV) : IAP : G. Hébrard et A. Lecavelier des Étangs (exoplanètes) et C. Terquem (forma.on stellaire et planétaire). LESIA : V. Coudé du Foresto et P. Zarka (exoplanètes, et magné.sme et habitabilite ), et A. Doressoundiram, T. Widemann, E. Lellouch, B. Bézard et T. Fouchet (atmosphères planétaires). AIM / SAp (CEA) : S. Brun et S. Mathis (magné.sme et habitabilite, exoplanètes), et P. Hennebelle et S. Fromang (forma.on stellaire et planétaire). LATMOS : F. Leblanc (atmosphères planétaires). IMCCE : J. Laskar et G. Boué (exoplanètes). LERMA (ENS) : E. Dormy et L. Pe.tdemange (magné.sme et habitabilite ), S. Cabrit (forma.on stellaire et planétaire). LUTH : J.- P. Zahn (magné.sme et habitabilite ) et S. Mazevet (exoplanètes). IAS : M. Ollivier, P. Bordé et F. Baudin (exoplanètes).
19 ContribuPons du DIM ACAV Domaine d'intérêt majeur (DIM) «Astrophysique et condi8ons d'appari8on de la vie» (ACAV), financé par la Région Région Île- de- France : Fibres fluorées mulpmodes : Interface avec l unite Cassegrain. Interface avec le spectrographe, dans le cryostat. Fibres reliant les deux interfaces. StabilisaPon Pp/Plt : Corriger les mouvements à l'injec.on (turbulence). Caméra et contrôle électronique.
20 Planning pour SPIRou Octobre 2013 : décision par le Board du CFHT suite à son appel pour de nouveaux instruments : demandes de financement, organisa.on du Consor.um. Début 2014 : finalisa.on du financement et valida.on du design : construc.on et tests des sous- systèmes : intégra.on en France et tests de conformité : installa.on au CFHT, première lumière, mise à disposi.on de la communaute : exploita.on scien.fique.
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