Master’s dissertation (Dissertations and theses)
Optimization and application of a LOCI-type reduction pipeline to detect exoplanets
Christiaens, Valentin
2012
 

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Keywords :
Direct imaging; Exoplanets; Post-processing
Abstract :
[en] Adaptive optics and coronagraphy are complementary key resources required to reach both resolution and contrast conditions for direct detection of exoplanets. However, instruments are never perfect, so that swarms of bright quasi-static speckles close to the central star in the image do curb the detection of companions. This noise can be lowered either actively by better non-common path aberrations calibrations on the instrument acquiring the images - it was the way explored during my internship at ESO, or passively by appropriate combination of observing strategy and data reduction technique. Among the various strategies of differential imaging, stress is put on angular differential imaging (ADI), whose main idea is to take profit of pupil tracking to freeze the quasi-static speckles of both the telescope and the instrument. In order to optimize even further the suppression of quasi-static speckles, a data post-processing algorithm called LOCI (Locally Optimized Combination of Images) has been proposed by Lafrenière, Marois, et al. (2007). The personal contribution of this thesis is aimed at implementing a personalized version of LOCI, based on the existing code of Dimitri Mawet, endeavoring algorithmic optimization of its parameters, computation of contrast curves taking into account the extinction of the companion by LOCI, and compilation of all the required steps of data reduction, from basic treatment to optimized LOCI, in a unique IDL code. Finally, the last part of this work is devoted to the reduction of different sets of images acquired by VLT/NACO with this code, attempting to detect exoplanets around specific young stars known to possess a debris disk.
[fr] L'optique adaptative et la coronagraphie sont des outils clefs et complémentaires pour atteindre les conditions de résolution et de contraste nécessaires à la détection directe de compagnons planétaires. Cependant, les instruments n'étant jamais parfaits, des tavelures quasi-statiques à proximité de l'étoile dans l'image gênent la détection de ces compagnons. La réduction des tavelures peut se faire à deux niveaux: d'une part via de meilleures calibrations des aberrations de chemin non-commun sur l'instrument (la voie suivie durant mon stage à l'ESO), et d'autre part, via la combinaison adéquate d'une stratégie d'observation et d'une technique de traitement des données. Parmi les méthodes d'imagerie différentielle, l'accent est mis sur l'imagerie différentielle angulaire (ADI), dont le principe consiste à tirer profit du suivi de la pupille pour figer les tavelures quasi-statiques du télescope et de l'instrument. Dans le but d'optimiser la suppression des tavelures, un algorithme de post-traitement des images appelé LOCI (Combinaison d'Images Localement Optimisée) fut proposé par Lafrenière, Marois, et al. (2007). L'apport personnel de ce travail consiste en une optimisation de la version classique de LOCI, avec diverses autres améliorations, et en la compilation de toutes les étapes de traitement d'images dans un seul et unique code écrit en langage IDL. Finalement, la dernière partie de ce mémoire se consacre à l'application de ce code au traitement de deux jeux de données acquis par l'instrument VLT/NACO, pour la détection d'exoplanètes autour d'étoiles jeunes possédant un disque de débris.
Disciplines :
Space science, astronomy & astrophysics
Author, co-author :
Christiaens, Valentin  ;  Université de Liège - ULiège > Form. doct. sc. (sc. spatiales - paysage)
Language :
English
Title :
Optimization and application of a LOCI-type reduction pipeline to detect exoplanets
Defense date :
2012
Number of pages :
134
Institution :
ULiège - Université de Liège
Degree :
Master en sciences spatiales, à finalité approfondie
Promotor :
Mawet, Dimitri
Absil, Olivier  ;  Université de Liège - ULiège > Unités de recherche interfacultaires > Space sciences, Technologies and Astrophysics Research (STAR)
Jury member :
Habraken, Serge ;  Université de Liège - ULiège > Unités de recherche interfacultaires > Space sciences, Technologies and Astrophysics Research (STAR)
Surdej, Jean  ;  Université de Liège - ULiège > Département d'astrophysique, géophysique et océanographie (AGO)
Verly, Jacques ;  Université de Liège - ULiège > Département d'électricité, électronique et informatique (Institut Montefiore)
Available on ORBi :
since 30 May 2015

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