Détection et caractérisation de planètes extrasolaires par photométrie visible et interférométrie infrarouge à très haute précision
Résumé
Thanks to radial velocity spectroscopy, over a hundred giant exoplanets around solar type stars have been discovered to date (2003). The limits of this technique motivate the use of other methods to obtain a full characterization of the known planets, to detect terrestrial size planets, and to expand our statistical knowledge over a larger population of objects. This thesis deals with two of these complementary techniques, namely transit photometry and long baseline infrared interferometry. Transit photometry has been studied in the framework of the space mission COROT: we have used a match-filter algorithm to determine (i) the detection efficiency of the instrument as a function of different planetary orbital distributions, and (ii) the histograms of detections vs. the spectral type and the magnitude of the host star. Moreover, we have studied the use of COROT's photometric channels to diagnose false detections, and to reduce stellar variability noise. With a joint processing of spectroscopic and long baseline interferometric data, a full characterization of double systems can be achieved. We have applied this processing to real observations of spectroscopic binaries, then we have studied the feasibility of the observation of 51 Pegasi-like double systems. Furthermore, we have contributed to the effort to improve precision in infrared interferometry by compiling a catalog of calibrator stars, and by characterizing a prototype 10 µm single-mode fiber, a critical component for space missions dedicated to terrestrial planets finding like Darwin/TPF.
Grâce à la spectroscopie des vitesses radiales, on connaît en 2003 plus d'une centaines d'exoplanètes géantes autour d'étoiles de type solaire. Les limites de cette technique poussent à utiliser d'autres méthodes pour caractériser complètement les planètes connues, détecter des planètes de taille terrestre, et accéder à des informations statistiques sur une grande population d'objets. Cette thèse porte sur deux de ces techniques complémentaires : d'une part la photométrie des transits et d'autre part l'interférométrie infrarouge à très longue base. La photométrie des transits a été étudiée dans le cadre de la mission spatiale COROT : on a mis en oeuvre un algorithme de détection par filtrage adapté afin de déterminer (i) l'efficacité de détection de l'instrument pour différentes distributions orbitales des planètes, et (ii) la répartition des détections en fonction du type spectral et de la magnitude de l'étoile hôte. En outre, on a étudié l'utilisation des canaux photométriques de COROT pour discriminer les fausses détections et pour réduire la part du bruit de variabilité stellaire. Un traitement global des mesures par interférométrie à très longue base et par spectroscopie permet la caractérisation complète des systèmes doubles. On a appliqué ce traitement à des observations réelles d'étoiles binaires spectroscopiques, puis on a étudié la faisabilité d'observations de couples du type de 51 Pegasi. Par ailleurs, on a contribué à l'effort vers la très haute précision en interférométrie infrarouge par la réalisation d'un catalogue d'étoiles-étalons, et par la caractérisation instrumentale d'un prototype de fibre monomode à 10 µm, un composant essentiel pour les missions spatiales dédiées aux exoplanètes telluriques comme Darwin/TPF.