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Dissertations and theses : Doctoral thesis
Physical, chemical, mathematical & earth Sciences : Space science, astronomy & astrophysics
http://hdl.handle.net/2268/77256
Contribution à la mission CoRoT et à la recherche d'exoplanètes par la méthode des transits photométriques
English
Gillon, Michaël mailto [Université de Liège - ULiège > Département d'astrophys., géophysique et océanographie (AGO) > Astrophysique et traitement de l'image >]
2006
University of Liège, ​Liège, ​​Belgium
Docteur en Sciences de l'Université de Liège
Magain, Pierre mailto
Surdej, Jean mailto
Thoul, Anne mailto
Catala, Claude
Mayor, Michel
[en] Astrophysics ; Exoplanets
[en] In this thesis, we present our contributions to the CoRoT mission and to the search for exoplanets with the photometric transit method. We developped a spectroscopic analysis method, APASS, which allows to obtain a precise determination of atmospheric physical parameters and abundances for stars with an unnegligeable rotational speed. We present APASS and the high-precision results we obtained for main target stars of the asteroseismological part of the CoRoT mission. Our results are in agreement with those obtained by other authors using different analysis methods, while beeing more precise. Furthermore, they show that the use of a spectroscopic analysis method based on equivalent widths measurements by gaussian or Voigt profiles fitting should be avoided for stars whose rotational velocity is significantly higher then the Sun’s, and that a method using synthetic spectra fitting for which the convolution is a free parameter should be prefered.
Next, we investigate the potential of extrasolar planet transit surveys. We show that CoRoT has a very high potential for the detection of close-in giant planets, better than the one of the KEPLER mission. This latter reveals to be better for the detection of terrestrial planets. Nevertheless, CoRoT could detect a few giant telluric planets of short orbital period, provided that this kind of object is frequent in our galaxy. For ground-based surveys, our results based on the use of large telescopes and wide-field cameras seem to indicate that an important potential is also available from the ground. These results are nevertheless less reliable, mainly because of the lack of knowledge about the influence of systematic effects, and additional investigations using actual data will be necessary.
We present then the deconvolution method MCS and the way we adapted it to planetary transit photometry. We present the results we obtained after analysis of actual data for OGLE-TR-123 (VLT/FORS2 data) and OGLE-TR-132 (VLT/FORS2 and NTT/SUSI2 data). These results are very encouraging and demonstrate the high potential of MCS for this kind of high-precision analysis. Finally, we present the future improvements we intend to install to obtain a still higher level of precision and to increase the speed of analysis.
[fr] Dans cette thèse, nous présentons nos contributions à la mission CoRoT et à la recherche d’exoplanètes par la méthode des transits photométriques. Nous avons développé une méthode d’analyse spectroscopique, APASS, qui permet d’obtenir une détermination précise des paramètres physiques et abondances atmosphériques d'étoiles dotées d’une rotation non-négligeable. Nous présentons APASS et les résultats de haute précision que nous avons obtenus pour les étoiles cibles primaires de la partie astérosismologique de la mission CoRoT. Nos résultats sont en accord avec ceux obtenus par d’autres auteurs utilisant des méthodes d’analyse différentes, tout en se montrant plus précis. De plus, ils montrent que l’usage d’une méthode d’analyse spectroscopique basée sur la mesure de largeurs équivalentes par ajustement de profils gaussiens ou de Voigt doit être évitée dans le cas d’une étoile dont la vitesse de rotation est significativement différente de celle du Soleil, au profit d’une méthode basée sur l’ajustement de spectres synthétiques à convolution non fixée comme APASS.
Nous nous consacrons ensuite à l’analyse du potentiel de projets de recherche d’exoplanètes par la méthode des transits. Nous montrons que CoRoT possède un potentiel très élevé pour la détection de planètes gazeuses en orbite rapprochée, meilleur que celui de la mission KEPLER. Cette dernière se montre supérieure en ce qui concerne la détection de planètes de type terrestre. Néanmoins, CoRoT pourrait détecter quelques planètes telluriques géantes de courte période orbitale, à condition que ce type d’objet soit fréquent dans notre galaxie. Quant aux projets depuis le sol, nos résultats basés sur l’utilisation de grands télescopes associés à des caméras à grand champ semblent indiquer qu’un potentiel important réside aussi à ce niveau. Ces résultats sont néanmoins entachés d’une plus grande incertitude, due notamment à l’influence peu connue des effets systématiques, et des analyses ultérieures se basant sur des données réelles seront nécessaires.
Nous présentons ensuite la méthode de déconvolution MCS et la manière dont nous l’avons adaptée à la photométrie de transits planétaires. Nous présentons les résultats obtenus à partir de données réelles pour OGLE- TR-123 (données V LT/FORS2) et OGLE-TR-132 (données V LT/FORS2 et NTT/SUSI2). Ces résultats sont très encourageants et démontre le potentiel important de MCS pour ce type d’analyse de haute précision. Nous présentons ensuite les améliorations ultérieures que nous comptons implémenter afin d’augmenter encore le niveau de précision atteignable par la méthode ainsi que sa vitesse de traitement.
Groupe d'Astrophysique et Traitement de l'Image, AGO, ULg
Prodex
http://hdl.handle.net/2268/77256

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