Projet ANR-13-JS05-0005 – SAM : Le masquage de pupille: une technique clef pour comprendre la formation planétaire
Programme : JCJC - SIMI 5 - Physique subatomique et théories associées, astrophysique, astronomie et planétologie (JCJC SIMI 5)
Année de financement : 2013
Coordinateur du projet : Monsieur Sylvestre LACOUR (Laboratoire d'études spatiales et d'instrumentation en astrophysique)
Partenaires : Laboratoire d'Études Spatiales et d'Instrumentation en Astrophysique
Montant : 184986.0 euros
Date de début : 2013
Durée : 42 mois
Résumé : Le masquage de pupille: une technique clef pour comprendre la formation planétaireLa compréhension de la formation des planètes est un problème clef de nos origines. Notre projet consiste à utiliser, et à développer, une technique d’observation nouvelle : le masquage de pupille. Cette technique permet des observtion uniques, proche d’ès étoiles jeunes, dans une zone de quelques unités astronomiques où les planètes se forment.
Interaction planètes-disques, et instrumentation en interférométrieL’interaction entre les planètes en formation et les disques protoplanètaires est une pièce critique du puzzle de la formation planétaire. Plusieurs modèles majeurs s’affrontent pour expliquer les planètes matures tels que l’on les voyions actuellement : les instabilités gravitationnelles dans le disque, et l’accrétion autour d’un noyaux rocheux. La réalité est probablement un mixte des deux, en fonctions de plusieurs critères physiques. Comprendre ce qui se passe nécessite l’observation de ces planètes encore au sein de leur disque quand l’étoile n’est âgée que de quelques millions d’années. La présence de sillons dans les disques, ainsi que de flux de matière d’une partie du disque vers l’autre, sont aussi des sources d’information importantes.
Masquage de pupille et interférométriePour observer de tels phénomènes, nous utilisons une technique qui s’appelle le masquage de pupille. Cette technique permet une dynamique et une résolution inégalée par les méthodes d’observation classiques.
Résumé de la soumission : La formation planétaire dans les disques protoplanétaires est un épisode critique de la formation d’un système solaire. La théorie s’affronte principalement autour de deux types distincts de scénarios de formation : l’instabilité gravitationnelle du disque ou l’accrétion sur des noyaux protoplanétaires. La physique de chacun de ces processus suppose différentes époques de formation, différentes viscosité, et différentes densité du disque. Comprendre et différencier ces paramètres suppose l’observation directe d’exoplanètes dans leur phase primordiale, avant leur migration orbitale. De plus, l’observation directe des disques protoplanétaires, notamment par la façon dont la planète en formation modifie la structure du disque (présence de « gaps » ou de « streamers »), apportent de fortes contraintes sur les modèles de formation.Le masquage de pupille a démontré des possibilités uniques dans ce domaine. Cette technique a l’avantage d’une meilleure dynamique que l’imagerie différentielle (à lambda/d), et d’une meilleure couverture UV par rapport à l’interférométrie longue base. Elle a notamment permis des observations uniques de l’intérieur de sillons dans les disques protoplanétaires. En particulier, on peut citer les observations de compagnon faibles autour de LK Ca 15 (Adams & Kraus 2011), T Cha (Huelamo et al. 2011), et HD142527 (Biller et al. 2012). L’objectif de cette proposition est de consolider une équipe leader dans le domaine à l’Observatoire de Paris. Notre objectif clef est de maximiser le retour scientifique des détections présentes et futurs, de poursuive un programme parallèle d’observations sur ALMA en interaction avec l’université de Chile, et de prolonger notre connaissance de la technique par des développements en laboratoire.
Résultats : Ce projet crée de l'expertise en masquage de pupille autour de différents observations par masquage de pupille:  LK Ca 15 (Adams & Kraus 2011), T Cha (Huelamo et al. 2011), et HD142527 (Biller et al. 2012). Notre objectif consiste à maximiser nos connaissance sur ces systèmes, et aussi à en découvrir des nouveaux. Nous cumulons aussi ces observations avec les données ALMA, en partenariat avec l'université de Chile.
Perspectives : Dans le cadre de ce projet, la technique à été adapté pour les instrument SPHERE et GPI. Ces modes sont en cours de validation. De plus, nous développons la technique autour de nouveaux concepts, utilisant le filtrage par fibre optique monomodes, ou alors les technologies à base d'optique intégrée.
Publications et brevets : 13 papiers dans des journaux de rang A