ÉCOLE DOCTORALEASTRONOMIE& ASTROPHYSIQUE D'ILE-D E-FR A N C E
Proposition de thèse pour la rentrée 2010
•Nom du Directeur de thèse :Guy Perrin et Sylvestre Lacour
Habilité à diriger des recherches : Ou Docteur d'Etat
Oui❏ Non
•Laboratoire(adresse, téléphone, fax, e-mail, etcode d'unité) : Observatoire de Paris /LESIA, UMR CNRS 8109 5, place Jules Janssen 92190 Meudon
Equivalence à préciser : Astronome
Téléphone: Fax:
01 45 07 79 63 01 45 07 28 06
•Lieu de la thèse(si différent de celui du laboratoire) : Observatoire de Meudon – Observatoire Lick
(*) • Thèmescientifique: Physique fondamentale et expérimentale
•Résumé du sujet proposé (T I T R E, contexte, contenu et méthodes) :(Si vous le désirez, vous pouvez ajouter 1 ou 2 pages de description plus détaillée, avec une bibliographie très sommaire. Les étudiants pourront en prendre connaissance à leur secrétariat de master.Mais seule la présente page sera reproduite dans la brochure de synthèse des propositions de thèse).
Détection de systèmes exoplanétaires par imagerie très haute dynamique non redondante fibrée
De premières images de planètes autour détoiles relativement très brillantes ont été réalisées. Ces planètes sont des planètes géantes à relativement grande distance de leur astre central. Les observations au sol ont pu être conduites grâce à des systèmes doptique adaptative permettant datteindre la limite de diffraction avec de grands télescopes et daugmenter la dynamique des images à quelques fois la limite de diffraction du télescope.
Nous avons proposé un nouveau concept dimageur très haute dynamique reposant sur les principes de linterféromètre monomode fibré et du masquage de pupille non redondant (Perrin et al., MNRAS 373, 747, 2006; Lacour et al., MNRAS 374, 832, 2007). Il consiste à subdiviser la pupille dun télescope en sous pupilles de dimension de lordre du paramètre de Fried r0 età injecter le flux collecté par chaque sous pupille dans une fibre monomode. Une pupille de sortie non redondante est reconstituée en sortie et tous les états dinterférence sont mesurés indépendamment sans que les phases turbulentes ne soient mélangées. Le bruit de tavelures ayant ainsi été éliminé, lavantage de la méthode est que la fonction de transfert optique du système est constante au bruit de photon et de détection près ce qui confère à limageur la capacité de réaliser des images à trèshaute dynamique près dune source centrale brillante, potentiellement à une fraction de la limite de diffraction. Cest donc un avantage important pour lexploration de la partie interne des systèmes exoplanétaires par rapport aux systèmes classiques combinant optique adaptative et coronographie.
Ce concept a donné naissance à linstrument FIRST (Fibered Imager foR Single Telescope). De premières images visibles ont été obtenues avec un prototype de laboratoire. Le prototype est en cours de mise à niveau pour être installé sur le télescope Shane-3m de lObservatoire Lick en Californie. Cette opération est une collaboration avec une équipe de Berkeley et SETI. Lobjectif de la thèse est une démonstration du principe puis lobtention de résultats astrophysiques originaux. La thèse débutera par des tests du prototype au Lick et son exploitation observationnelle afin de valider le principe instrumental, de mettre au point la technique. Létudiant(e) pourra le faire évoluer le prototype afin den optimiser les performances astrophysiques. Il ou elle sera amené(e) à mettre au point des techniques danalyse et de traitement de données permettant datteindre des dynamiques de plusieurs millions à une distance aussi proche quune fraction de la limite de diffraction. Les premières cibles pourront être des étoiles binaires à fort contraste. La thèse comporte un volet prospectif pour la détection directe de planètes géantes gazeuses chaudes et létude de leur atmosphère dans les domaines visible et infrarouge.
•Nature du travail(cocher une ou plusieurs cases) : théorie❏observationsinstrumentationmodélisationtraitement de donnéesphysique fondamentale❏traitement du signal autre (préciser)❏
(*) thème dans la liste suivante (si vous choisissez plusieurs thèmes, la proposition sera classée suivant le premier de laSélectionner un seul liste) : Géophysique : Terre, atmosphère, ionosphère, magnétosphère ; Géodésie et Géodésie spatiale ; Astrométrie et Mécanique céleste, Systèmes Dynamiqueset vent solaire ; Sciences planétaires ; Etoiles et environnement stellaire ; Objets compacts ; Le milieu; Soleil interstellaire ; La Galaxie ; Galaxies, quasars ; relevés ; Cosmologie ; Physique fondamentale et expérimentale.