Magnetism, activity and magnetospheric interactions in close-in planetary systems
Magnétisme, activité et interactions magnétosphériques dans les systèmes étoile/planète géante proche
Résumé
Extrasolar planets at small orbital distances (hot Jupiters)interact with their hosting star in several ways: irradiation, gravitation, flow of particles and magnetic fields. The planet, embedded in the large-scale stellar magnetic field throughout its orbit, can influence the star in the form of induced photospheric activity, or by influencing the stellar magnetic field via tidal interactions. Over the course of this PhD, spectropolarimetric observations of a sample of stars with a hot Jupiter allowed me to study their magnetic structure and evolution via Zeeman-Doppler Imaging. These stars show similar magnetic properties to other cool stars without Hot Jupiter. But, for the first time, a magnetic cycle on a star other than the Sun was observed. Compared to the solar cycle, this cycle is accelerated, suggesting that the planet may influence the stellar magnetic field. I have also used a second method to study the planet's influence on the star : the stellar activity. In addition to this observational study, I have examined the coronal magnetic field by extrapolating the surface magnetograms. I was thus able to calculate the magnetic budget at the planet's orbit, an important ingredient for my estimations of the planetary radio flux.
Les planètes extrasolaires en orbite proche (Jupiter chauds ou Pégasides) sont soumises à de fortes interactions avec leur étoile: rayonnement, effets gravitationnels, flot de particules, champ magnétique. La planète, baignée dans le champ magnétique de son étoile tout au long de son orbite, peut déclencher des réactions en retour sur son étoile, qui se manifesteraient par exemple par une activité photosphérique induite ou une influence sur le champ magnétique stellaire par interactions de marée. Au cours de cette thèse, le suivi en spectropolarimétrie d'un échantillon d'étoiles hôtes de Jupiter chaud m'a permis d'étudier la structure et l'évolution de leur champ magnétique par imagerie Zeeman-Doppler. Les étoiles étudiées montrent des caractéristiques magnétiques similaires celles des étoiles froides sans Jupiter chaud. Mais pour la première fois, un cycle magnétique a été observé pour une autre étoile que le Soleil. Comparé au cycle magnétique solaire, ce cycle est accéléré, suggérant que la planète pourrait influencer l'étoile. J'ai également exploré un deuxième moyen d'étude de l'influence planétaire sur l'étoile: l'activité stellaire. En plus de ce travail observationnel, j'ai étudié le champ magnétique dans la couronne stellaire, par extrapolation des magnétogrammes de surface. J'ai pu calculer ainsi le budget énergétique au niveau de la planète, un ingrédient essentiel dans la prédiction de l'émission radio exoplanétaire effectué pendant cette thèse.