Doctorant : PERTENAIS Martin
Directeurs : PETIT Pascal, NEINER Coralie
Début de thèse : Novembre 2013
Groupe thématique : PS2E
Depuis quelques années des champs magnétiques sont détectés dans quasiment tous les types d’étoiles. Ces découvertes ont donné lieu à des études innovantes sur la cartographie des champs magnétiques et de leur impact sur l’environnement stellaire. Pour aller encore plus loin il est nécessaire d’allier la spectroscopie à la polarimétrie, dans l’UV et l’optique. L’UV permet d’étudier les vents stellaires, tandis que l’optique permet d’étudier la surface de l’étoile. La spectropolarimétrie UV+optique permet ainsi étudier les magnétosphères dans leur globalité. Ceci soit être fait sur au moins une période complète de rotation de l’étoile. Pour cela, il faut aller dans l’espace, à la fois pour atteindre le domaine UV et pour obtenir des observations sur une période de rotation stellaire complète.
Le consortium international UVMag a donc été créé en 2010 pour discuter, étudier et promouvoir une mission spatiale pour l’étude des magnétosphères stellaires via de la spectropolarimétrie spatiale dans les domaines UV et optique simultanés. D’un point de vue technique, la spectroscopie spatiale pure, y compris dans l’UV, a déjà été utilisée avec succès, par exemple sur IUE, et serait très performante avec les détecteurs disponibles aujourd’hui. Par contre, le spectropolarimètre UV+optique est la partie instrumentale la plus ambitieuse pour une future mission spatiale. En effet, alors que les français (en particulier le LESIA et l’IRAP) sont les spécialistes de ce type de spectropolarimètres en optique pour des télescopes au sol (comme ESPaDOnS au CFHT ou Narval au TBL), aucun instrument de ce type n’a encore été embarqué sur une mission spatiale, encore moins en UV. La R&T a déjà débuté par une étude de la littérature et des discussions avec les spécialistes d’autres pays (Pays-Bas et USA) qui ont publiés des idées des spectropolarimètre spatial. Ces auteurs ont rejoint le consortium UVMag.
Le sujet de thèse proposé consiste à participer à l’étude de R&T pour étudier l’adaptation des spectropolarimètres du sol existants à une mission spatiale et les designs proposés par nos collaborateurs, dans l’optique de la proposition de la future mission UVMag. En particulier il faut miniaturiser l’instrument tout en gardant le contrôle des effets de polarisation instrumentale indésirables. En effet, ces effets (comme le crosstalk) sont bien contrôlés dans les spectropolarimètres au sol mais restent à explorer dans l’espace en particulier à cause des effets de température ou de contrainte mécanique sur les pièces optiques.
Les activités envisagées sont donc l’estimation des contraintes de miniaturisation et du milieu imposées par une mission spatiale sur le spectropolarimètre, la modification du design sol existant et l’étude des autres designs proposés en fonction de ces contraintes, la fabrication d’un prototype, et l’étude des effets de polarisation induite dans l’instrument. De plus, une analyse et modélisation des compromis techniques et de leur impact sur les objectifs scientifiques devra être effectuée afin d’optimiser la stratégie d’UVMag. Par exemple, un compromis devra être trouvé entre la résolution et la couverture spectrales et le poids et la taille du spectropolarimètre. Enfin il faudra identifier s’il est plus adéquat de dédier une mission spatiale entière à ces études, de prévoir 2 instruments sur une mission spatiale plus vaste, ou de combiner un instrument spatial UV avec un spectropolarimètre sol sur un télescope dédié. La thèse se déroulera au LESIA et à l’IRAP, en collaboration avec le CNES.