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2   Résumé

Sujet : Recherche directe de planètes extrasolaires par méthode de corrélation spectrale dans l’espace des vitesses.

Avec la découverte en 1981 d’un disque circumstellaire autour de l’étoile Béta Pictoris, la recherche de planètes autour d’autres étoiles que la nôtre a connu un vif regain d’intérêt de la part des astrophysiciens. Les méthodes actuellement utilisées étant des méthodes indirectes de détection, elles ne permettent pas de connaître toutes les caractéristiques du compagnon et de son orbite.

La méthode de corrélation spectrale dans l’espace des vitesses est, elle, une méthode de détection directe. Elle permet de déterminer les paramètres manquants concernant la planète, précisant ainsi la nature du compagnon. Si l’absence de détection d’un compagnon ne signifie pas l’absence de compagnon, cela permet tout de même de fixer une taille maximale de celui.

Nous avons lors de ce stage testé la méthode sur l’étoile 51 Peg. Un compagnon à en effet été détecté autour de cette étoile semblable au Soleil en 1995 par Michel Mayor et Didier Queloz. La détection a été faite en mesurant les perturbations induites par le compagnon sur la vitesse radiale de l’étoile. Cette découverte a été par la suite confirmée par d’autres observations.

La méthode consiste à repérer dans le spectre de l’étoile un écho de celui-ci renvoyé par le compagnon. Cet écho est atténué par le compagnon et décalé en longueur d’onde du fait du mouvement de la planète autour de l’étoile centrale. Ce décalage est fonction de la vitesse radiale du compagnon, et donc de la date d’observation. Le repérage de l’écho permet donc de connaître la vitesse radiale de la planète. Connaissant la vitesse radiale de l’étoile, il est facile de déterminer la masse du compagnon et l’inclinaison de son orbite par rapport à la direction d’observation.

51 Peg se prête particulièrement à la méthode de corrélation spectrale, car le compagnon qui l’accompagne est massif est proche de l’étoile, son écho a donc une amplitude assez forte.

Après avoir traduit les données en un format exploitable en fortran, nous avons corrigé les spectres des pixels défectueux. Nous avons ensuite procédé à un rééchantillonnage des données afin de les recaler pour pouvoir générer un spectre moyen. Ce fichier moyen est corrigé des raies d’absorption telluriques qui introduisent dans le spectre des raies n’appartenant pas à 51 Peg et susceptible de gêner la corrélation. Nous avons ensuite effectué l’intercorrélation de chaque spectre avec le spectre moyen. Cette intercorrélation doit présenter, en plus d’un lobe principal du au spectre de 51 Peg, un lobe secondaire dû à l’écho renvoyé par le compagnon.

Nous n’avons pas pu détecter ce lobe secondaire du fait de la présence de structures trop importantes dans la fonction d’intercorrélation. Toutefois, nous avons pu déterminer que ces structures venaient des raies telluriques et une correction de celles-ci devrait permettre d’aboutir assez rapidement.

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Laboratoire Interuniversitaire des Systèmes Atmosphériques
URA 1404 du CNRS - Université Paris XII - Val de Marne
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