Le tango des compagnons stellaires

Pendant des siècles, le seul exemple de système planétaire dont disposaient les scientifiques était notre propre Système solaire. Mais depuis l’observation de la première exoplanète en 1995, de nombreux systèmes planétaires ont été découverts. Leur étude nous permet de mieux comprendre les mécanismes à l’œuvre dans la formation et l’évolution planétaires. C’est dans ce cadre que s’inscrit ma thèse. En observant un grand nombre de compagnons — planètes ou étoiles en orbite autour d’étoiles lointaines — j’analyse la façon dont se distribuent leurs paramètres orbitaux, comme la période orbitale, la masse, l’excentricité de l’orbite et la distance à leur étoile. Ces compagnons sont d’une grande variété: planètes rocheuses ou géantes, étoiles, ou même naines brunes, ces corps trop peu massifs pour réellement devenir des étoiles. Comment se forment ces compagnons stellaires, à quel stade de l’évolution du système, en combien de temps ? Comment interagissent-ils les uns avec les autres ? Autant de questions auxquelles je tente de répondre en apportant des contraintes observationnelles aux modèles théoriques.    
Mes premières observations l’attestent: dans les systèmes extrasolaires, plus les planètes sont petites, plus elles sont nombreuses. Les géantes gazeuses, du type de Jupiter, s’avèrent donc plus rares que leurs sœurs rocheuses. Du côté des systèmes binaires, lorsqu’une étoile tourne autour d’une autre étoile, c’est l’inverse. Les étoiles sont d’autant plus nombreuses qu’elles sont grandes. Entre ces deux extrêmes, existe ce qu’on appelle le «désert des naines brunes». Il s’agit d’objets rares dont on ignore encore s’ils se forment plutôt comme des planètes ou comme des étoiles, ou alors des deux façons. Pour étudier cette population, il est nécessaire de disposer d’un échantillon non biaisé, c’est-à-dire pour lequel on a continué d’observer tous les compagnons, qu’ils soient planétaires ou stellaires. C’est uniquement de cette manière qu’il est possible d’obtenir une vue globale de ce qui tourne réellement autour de ces étoiles. à cet effet, j’utilise l’échantillon Coralie, composé de 1647 étoiles, autour desquelles tous les corps en orbite ont été débusqués, afin de déterminer leurs caractéristiques. J’étudie ainsi les variations de vitesse de ces étoiles, induites par leurs compagnons en orbite, grâce à la lumière effectivement reçue. In fine, mon étude contribue à approfondir notre connaissance de la création des systèmes planétaires. —

Concours
Manuela Raimbault participe à l’édition 2019 du concours «Ma thèse en 180 secondes».
Finale UNIGE le 9 avril 2019, 18h, Uni Dufour