Exoplanètes et intéractions planètes-étoiles

migration

Simulation numérique d’une planète dans un disque turbulent: les couleurs représentent des régions plus ou moins denses, la région la plus brillante au centre de l’image correspond à la planète. Crédit: C. Baruteau

La formation et l’évolution des planètes et de leur étoiles-hôtes étant intimement liées, la compréhension de l’évolution des planètes passe par celle des étoiles. De plus, la plupart des mesures que nous pouvons obtenir sur les systèmes exoplanétaires concernent les rapports des quantités décrivant la planète à celles décrivant l’étoile : rapport des rayons planète/étoile, rapport des masses, etc.

Le domaine des exoplanètes offre donc de nombreuses opportunités de recherche pour les physiciens stellaires.

L’équipe PS2E s’intéresse depuis quelques années à l’étude des interactions planètes/étoiles et planètes/disques et en particulier à l’accrétion de matière planétaire sur les étoiles-hôtes et à l’activité magnétique stellaire induite par la planète. 

Plus récemment, PS2E s’attache à modéliser la migration, dans le disque protoplanétaire, des corps formés dans les phases précoces des systèmes stellaires pour comprendre la formation des systèmes exoplanétaires (voir image ci-contre).

Exemples de développements actuels et futurs:

La thématique « exoplanètes » dans l’équipe PS2E va être fortement renforcée, en lien avec le démarrage du projet SPIRou, un spectropolarimètre infrarouge qui vient d’être installé au CFHT, et dont l’objectif principal est la recherche et la caractérisation d’exoplanètes autour d’étoiles de très faible masse. Un projet associé est le projet NeoNARVAL qui vise à faire évoluer NARVAL vers un spectropolarimètre dans le visible stabilisé en vitesse radiale. Un des intérêts de la combinaison de la spectropolarimétrie et de la vélocimétrie est de pouvoir étudier et, au moins en partie, soustraire le signal en vitesse radiale induit par l’activité magnétique. Ce signal peut en effet cacher ou mimer celui induit par une planète. Citons par exemple que la découverte puis le monitoring du champ magnétique de l’étoile Pollux a montré que la modulation en vitesse radiale n’était en fait pas du à une planète mais bien à son champ magnétique.

L’étude par l’astérosismologie d’étoiles centrales de systèmes planétaires observées au sol avec HARPS (ESO) et SOPHIE (TBL) ou depuis l’espace (CoRoT, Kepler) est une autre facette de cette thématique émergente. La sismologie permet en effet de contraindre avec précision les paramètres stellaires (rayon, masse, âge) dont la connaissance est indispensable pour caractériser les planètes (rayons, densités, statut évolutif des systèmes).

kepler70

Schéma de l’évolution du système Kepler 70 de la séquence principale jusqu’au stade de sous-naine blanche. Les 2 planètes ont bien survécu à la phase de géante rouge de l’étoile. Crédit: E. Kempton & S. Charpinet

La découverte de deux planètes de dimensions terrestres en orbites proches autour de l’étoile sdB Kepler 70 a montré que des planètes peuvent survivre à une immersion dans l’enveloppe d’une étoile géante rouge (voir image ci-contre).

Cette thématique émergente dans l’équipe PSE est amenée à se développer fortement dans le futur, en combinant les observations obtenues grâce à des instruments tels que SPIRou et plus tard PLATO, de la modélisation physique et des simulations numériques multidimensionnelles de pointe.

Rechercher

Direction

9, avenue du Colonel Roche
BP 44346
31028 Toulouse Cedex 4

Tel : 0561556666

Fax : 0561558692

Secrétariat Général

14, avenue Edouard Belin
31400 Toulouse

Tel : 0561332823

Fax : 0561332840

Tarbes

57, Avenue d’Azereix
BP 826
65008 Tarbes Cedex

Tel : 0562566000

Fax : 0562346763