SL / 2009 - Irfu

S.L / 2009
Coordination de la Formation par la Recherche
Sujet de Thèse CEA
"SUJET-LABO 2009"
Référence du dossier :
Pôle :
DSM
N° :
SL-DSM-09-463
1 - Laboratoire d'accueil au CEA
Centre :Saclay
Département/Service :IRFU / Service d'Astrophysique
Nom du laboratoire :LFEP/Laboratoire d'étude de la Formation des Etoiles et des Planètes
2 - Titre du sujet de thèse
mid-infrared ground-based observations of exoplanets and circumstellar disks
3 - Thématique de Recherche
Physique corpusculaire et cosmos / Astrophysique
Date d'édition
05/12/08 12:34
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4 - Exposé du sujet
Parmi les instruments proposés dans le cadre du télescope géant E-ELT
(42m) on trouve l’instrument METIS. Cet instrument observera dans les
gammes de 3-20 µm en infrarouge thermique. Etant donné les
performances exceptionnelles d’un télescope de 42m équipé avec un
imageur infrarouge, il sera possible de détecter et caractériser
directement des exoplanètes géantes ainsi que chercher les structures
(sillons) laissées par celles-ci dans les disques protoplanétaires.
Le SAp est partie prenante en tant que Co-I dans le projet METIS
actuellement en phase A. Nous sommes chargés entre autre des
workpackages détecteurs, coronographie. Dans ce cadre, et basé sur
notre expérience en tant que constructeur et utilisateurs de VISIR
(VLT) nous avons identifié de nouveaux modes d'observation absolument
indispensables pour être capable de faire des images de planètes
extra-solaires en infrarouge moyen. En effet, le défi technique
consiste à être capable d'observer une source 10^(4-5) fois moins
forte qu'une étoile à des distances angulaires très faibles par
rapport aux étoiles (0.1-0.5 arcsec). Il faut premièrement disposer
d'un mode coronographique à masque de phase qui permet d'atténuer d'un
facteur au moins 10-50 au pic (1000 en énergie) la lumière de
l'étoile. Il reste cependant encore à être capable de réduire d'un
facteur 10 l'émission de l'étoile pour détecter une exoplanète. Ce
facteur 10 peut être gagné par l'observation subséquente d'une autre
étoile de même type dépourvue de toute planète. Cependant, toute toute
variation des conditions d'observation (instabilités instrument,
télescope, turbulence atmosphérique) créent des erreurs impossible à
corriger par la suite. Il est possible de pallier à ces sources
d'erreur en observant simultanément à 2 longueurs d'onde
proche. Sachant que étoile et objet recherché (exoplanète ou disque
circumstellaire) ont des spectres différents, il est possible de
soustraire très efficacement en se basant sur la couleur, ces erreurs.
Nous proposons donc pour METIS (proposition qui a été retenue pour la
phase A) un mode d'observation qui combine coronographie à masque de
phase et imagerie différentielle.
Dans ce cadre :
- nous allons faire des simulations numériques pour estimer les performances réelles
d'un tel mode d'observation et inversement, d'optimiser le design
de l'instrument METIS
- sommes entrain d'acheter un premier détecteur de tests bi-spectral à THALES
qui sera inséré dans l'instrument MIRI (JWST). Ces tests serviront à la fois
à mesurer avec précision les performances des coronographes à masque de phase
qui équippent MIRI, et mesurer pour la premières fois les performances des détecteurs
bi-spectraux THALES dans un cadre d'observations astronomiques
- nous avons soumis une demande ANR de financement en partenariat avec THALES
pour développer des détecteurs infrarouges bi-spectraux qui permettent de
faire de l'imagerie différentielle directement au niveau du détecteur. Si cette demande
est acceptée, nous pourrons développer des détecteurs bi et tri-spectraux
basée sur les spécifications apportées par l'observation astronomique (lecture simultanée
des 2/3 voies par exemple).
- nous prévoyons ensuite d'aller vers "petit" instrument "pathfinder" qui permettra de tester
sur télescope (de 8m, e.g. VLT) ce nouveau mode et obtenir les premières données scientifiques.
- en parallèle, un travail préparatoire sera effectué en utilisant les données VISIR disponibles
pour notamment extraire le signal des disques ou de companions (naines brunes) proches
d'étoiles.
Le thésard participera à toutes ces étapes ce qui lui permettra d'avoir une formation
pluridisciplinaire couvrant plusieurs aspects de l'astronomie : traitement de données,
simulation numérique, tests sur banc, et éventuellement observations.
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5 - Collaborations (éventuelles) prévues
6 - Partenariat(s) industriels prévu(s) (éventuellement)
Laboratoire : 3-5 lab
Organisme :
THALES
Responsable : nedelcu alexandru
Raison de la collaboration :
développement et tests sur banc de nouveaux détecteurs bi-spectraux en infrarouge
moyen. Une ANR en partenariat avec THALES a été déposée. Le partenariat aura lieu
si l'ANR est acceptée.
Duree : 36
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7 - Correspondant chargé du suivi de la thèse au CEA
Nom: PANTIN
Prénom:
Eric
Adresse : CEA/Saclay
Téléphone:
@mail: [email protected]
2 71 31
Habilitation à diriger des recherches :
Organisme de rattachement :
En cours
CEA
Combien de thèses avez-vous déjà encadré ?
1
Combien de doctorants encadrerez-vous durant l'année universitaire 2009/2010 ? 1
8 - Directeur de thèse
Nom: PANTIN
Prénom:
Eric
Adresse : CEA/Saclay
Téléphone:
@mail: [email protected]
2 71 31
Habilitation à diriger des recherches :
Organisme de rattachement :
En cours
CEA
Combien de thèses avez-vous déjà encadré
1
Combien de doctorants encadrerez-vous durant l'année universitaire 2009/2010 ?
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9 - Signatures :
Correspondant chargé du suivi de la thèse au CEA
Date :
/_._/_._/_._._._/
Signature :
Eric PANTIN
Date :
Directeur de Thèse (lorsqu'il est identifié)
Eric PANTIN
/_._/_._/_._._._/
Signature :
Chef de Département CEA (ou son représentant)
Date :
/_._/_._/_._._._/
Signature :
Philippe CHOMAZ
Directeur du Pôle CEA (ou son représentant)
Date :
/_._/_._/_._._._/
Signature :
Yves CARISTAN
10 - Avis du Responsable de l'Ecole Doctorale :
Astronomie et Astrophysique d'Île de France - Observatoire Paris Date :
Nom du Responsable :
/_._/_._/_._._._/
Signature :
Avis :
Favorable
Défavorable
Avis circonstancié :
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