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Offre de thèse "Vers la détection de planètes à courte période enfouies dans les disques circumstellaires des étoiles jeunes."

La découverte récente par le satellite Kepler de très nombreuses planètes de type super- Terre et mini-Neptune en orbite très proche autour de leur étoile (0.1 unités astronomiques, soit quelques rayons stellaires) posent la question de leur formation. L’objectif de la thèse proposée est d’exploiter différentes approches observationnelles pour tenter de détecter des proto-planètes à courte période en phase de formation, alors qu’elles sont encore enfouies dans les régions internes du disque circumstellaire. Il s’agira en particulier d’étudier conjointement la variabilité photométrique et spectroscopique de systèmes de type T Tauri, pour y rechercher des signatures de signal planétaire enfoui. L’étude se focalisera sur quelques systèmes pour lesquels sont disponibles des courbes de lumière Kepler-K2 et des données spectropolarimétriques obtenues simultanément au télescope Canada-France-Hawaii avec le spectropolarimètre ESPADONS, et bientôt SPIROU. La qualité inégalée de ces jeux de données offre la possibilité de sonder les régions internes du disque circumstellaire et de caractériser les processus physiques associés, notamment l’interaction entre le bord interne du disque et la magnétosphère stellaire, pour finalement tenter d’y déceler la trace de la présence d’une planète enfouie. La thèse s’inscrit dans le projet ERC Advanced Grant « SPIDI : Star-Planet(s)-Inner Disk Interactions » (2018-2022), qui combine diverses approches observationnelles et le développement de modèles numériques pour la recherche et la caractérisation des protoplanètes enfouies au bord interne des disques circumstellaires. Les données d’observation (courbes de lumière, séries spectrales) seront fournies par l’équipe d’accueil à l’IPAG. Le travail de thèse consistera à appliquer et/ou développer les outils d’analyse et les modèles nécessaires à leur interprétation astrophysique. L’approche proposée est aujourd’hui la seule qui permette de sonder la région interne du disque, à moins de 0.1 U.A. de l’étoile. A son aboutissement, ce travail de thèse fournira des contraintes uniques sur la structure du disque interne des étoiles jeunes et sur les perturbations induites par la présence de planètes de type super-Terre et mini- Neptune en cours de formation.

La thèse sera encadrée conjointement par Jérôme Bouvier (porteur du projet ERC SPIDI) et Evelyne Alécian à l’IPAG. Le premier est un spécialiste de la variabilité des étoiles jeunes et du processus d’accrétion magnétosphérique. Il encadrera la thèse pour l’analyse et l’interprétation des courbes de lumière et des séries spectrales. La seconde possède l’expertise nécessaire à l’analyse des données spectropolarimétriques pour la détermination des topologies magnétiques des étoiles jeunes.

La thèse se déroulera à l’IPAG, le laboratoire offrant tous les moyens nécessaires au bon déroulement de la thèse. L’étudiant(e) sera intégré(e) au vaste réseau de collaborations nationales et internationales que sous-tend le projet ERC SPIDI. Cela l’amènera à effectuer des visites régulières auprès des collaborateurs du projet en Europe et au-delà, lui offrant ainsi un panorama mondial de la recherche en astrophysique et des contacts nombreux pour la suite de sa carrière. Le financement de l’allocation de thèse et du budget de recherche associé (conférences, visites, missions d’observation, etc.) émarge en totalité sur le projet ERC SPIDI.

Le sujet implique un investissement conséquent en analyse de données d’observation. Toute connaissance en langage et outils d’analyse (Python, IDL, Topcat, méthodes statistiques, analyse spectrale, analyse photométrique, etc.) est bienvenue.

Les candidat(e)s sont prié(e)s de transmettre un dossier comportant : un CV, une lettre de motivation, un relevé de notes couvrant leur cursus pré-doctoral et éventuellement des lettres de recommandation à l’adresse suivante : Jerome.Bouvier@univ-grenoble- alpes.fr.

Bibliography :

Alecian, E., and 9 colleagues \ 2013.\ A high-resolution spectropolarimetric survey of Herbig Ae/Be stars - I. Observations and measurements.\ Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 429, 1001-1026.

Bouvier, J., Alencar, S. H. P., Harries, T. J., Johns-Krull, C. M., Romanova, M. M.\ 2007.\ Magnetospheric Accretion in Classical T Tauri Stars.\ Protostars and Planets V 479-494.

Bouvier, J., and 10 colleagues 2007.\ Magnetospheric accretion-ejection processes in the classical T Tauri star AA Tauri.\ Astronomy and Astrophysics 463, 1017-1028.

Cody, A. M., and 44 colleagues 2014. CSI 2264 : Simultaneous Optical and Infrared Light Curves of Young Disk-bearing Stars in NGC 2264 with CoRoT and Spitzer : Evidence for Multiple Origins of Variability. The Astronomical Journal 147, 82.

Liens utiles :

ERC SPIDI : http://cordis.europa.eu/project/rcn...

Kepler-K2 : https://keplerscience.arc.nasa.gov/

CFHT/Espadons : http://www.cfht.hawaii.edu/Instrume...

CFHT/Spirou : http://www.cfht.hawaii.edu/en/proje...


Sous la tutelle de:

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CNRS Université Grenoble Alpes