Lisa Dang, étudiante à l’iREx à l’Université McGill, a soumis sa thèse à l’été 2022. Elle résume ici les projets de recherche qu’elle a menés dans le cadre de son doctorat.
Étudier le climat d’exoplanètes lointaines grâce au télescope spatial Spitzer
Lisa Dang. Crédit : Ashutosh Gupta.
Pendant mon doctorat, j’ai exploité les données du télescope spatial Spitzer de la NASA pour étudier les exoplanètes. Spitzer, un télescope qui a été en opération entre 2003 et 2020, n’était pas conçu spécifiquement pour étudier les exoplanètes. Toutefois, comme il opère dans le domaine de la lumière infrarouge, où les planètes sont les plus brillantes, il a permis de les connaitre davantage et de réaliser plusieurs premières dans notre domaine.
C’est notamment grâce à Spitzer que les astronomes ont pu pour la première fois observer une exoplanète pendant toute la durée de son parcours autour de son étoile, et obtenir ce qu’on appelle une courbe de phase. Cette courbe de phase, qui présente la luminosité de la planète à mesure que différentes portions de sa surface sont exposées, permet de déduire la présence d’une atmosphère et d’étudier comment varie la température avec la longitude Tout au long de mes études, j’ai pu en apprendre plus le climat de plusieurs exoplanètes en étudiant leur courbe de phase. La première, CoRoT-2b, est une jeune Jupiter chaude qui a une orbite circulaire, c’est-à-dire que sa distance à son étoile est à peu près constante. La deuxième, XO-3b, est une Jupiter chaude massive qui a une orbite excentrique, sa distance à son étoile varie donc notablement. La troisième, 55 Cancri e, est une planète rocheuse qui se trouve très proche de son étoile, sa surface est donc sans doute couverte de lave.
Représentation artistique de l’exoplanète 55 Cancri e, étudiée par Lisa Dang pendant sa thèse. Crédit : ESA/Hubble.
En étudiant les courbes de phase que j’ai obtenues pour CoRoT-2b, XO-3b et 55 Cancri e, j’ai réalisé que le climat d’une exoplanète proche de son étoile ne peut pas s’expliquer uniquement par sa position actuelle autour de cette dernière. Ce qui est intéressant avec ce résultat, c’est que nos observations pourraient possiblement nous en apprendre plus sur l’histoire de ces mondes brûlants. De plus, j’ai réalisé qu’il n’est pas évident de déduire les caractéristiques physiques des exoplanètes grâce aux courbes de phase. Il faut obtenir d’autres observations afin de connaitre précisément la luminosité de la planète à différentes longueurs d’onde, et ainsi éliminer les effets liés à l’instrument.
Pendant ma thèse, j’ai aussi eu la chance de m’intéresser à une autre technique de détection et d’étude des exoplanètes, la méthode des microlentilles gravitationnelles. En effet, le même télescope spatial, Spitzer, a également servi pour étudier des exoplanètes très loin de leur étoile, au-delà de ce qu’on appelle la ligne des glace, grâce à cette méthode.
Bref, ma thèse montre comment Spitzer a préparé le terrain pour étudier les exoplanètes avec des instruments et des observatoires de nouvelle génération et comment cet observatoire a pu ouvrir la voie à de futures missions dédiées à ces astres.
Plus d’information
Lisa a fait son doctorat à l’Université McGill entre 2018 et 2022, sous la supervision de Nicolas Cowan de l’Université McGill. Sa thèse sera disponible sous peu.
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