Detection and characterization of exoplanets orbiting M dwarfs with two newnear-infrared instruments : ExTrA and NIRPS.

Détection et caractérisation d'exoplanètes en orbite autour des naines M avec deux nouveaux instruments proche infrarouge : ExTrA et NIRPS Sur les 5322 exoplanètes découvertes à ce jour, seulement 665 ont été bien caractérisées en mesurant précisément à la fois leur rayon et leur masse. La combinaison de la photométrie de transit et des mesures de vitesses radiales de haute précision permet de contraindre la densité moyenne des exoplanètes et d'obtenir une première estimation de leur composition et structure interne. Les étoiles de faible masse sont des cibles importantes pour caractériser les exoplanètes car les naines M représentent la majeure partie de la population stellaire de notre voisinage et sont connues pour héberger de multiples petites exoplanètes. En raison de leur faible luminosité intrinsèque aux longueurs d'onde visibles, le proche infrarouge est privilégié pour étudier ces étoiles froides car elles émettent la plupart de leur lumière dans cette région du spectre. ExTrA et NIRPS, deux nouveaux instruments proche infrarouge, représentent une chance d'améliorer notre compréhension des systèmes planétaires entourant les naines M.Au cours de mon doctorat, j'ai rassemblé toutes les candidats planétaires en orbite autour des naines M observées par la mission TESS, une étude globale du ciel à la recherche d'exoplanètes en transit autour d'étoiles brillantes et proches. À partir de cette liste, j'ai planifié les observations de suivi en utilisant ExTrA. À partir des données brutes, j'ai généré des courbes de lumière utilisables. J'ai ensuite analysé les courbes de lumière pour identifier les transits planétaires et je les ai modélisés pour obtenir les paramètres planétaires. Des observations supplémentaires avec des instruments au sol sont nécessaires pour confirmer la nature planétaire du compagnon car des compagnons stellaires peuvent être à l'origine de faux positifs, et la combinaison d'observations avec TESS dans le visible et avec ExTrA dans le proche infrarouge s'est avérée très utile pour valider le candidat planétaire et obtenir une mesure précise de son rayon. A partir de là, d'autres observations sont nécessaires pour caractériser complètement les exoplanètes. Pour les différents systèmes que j'ai publiés pendant ma thèse, j'ai rassemblé et modélisé des observations des spectrographes HARPS et ESPRESSO.Le spectrographe NIRPS sera bientôt également capable de fournir la masse des exoplanètes détectées en transits, en particulier autour des naines M. J'ai proposé deux programmes dans le cadre du temps garanti d'observations (GTO) de NIRPS. Le premier utilisera des mesures de vitesses radiale pour compléter notre photométrie ExTrA afin de peupler le diagramme masse-rayon pour les naines M moyennes à tardives. Le second vise à détecter des planètes supplémentaires dans des systèmes connus en calculant la probabilité d'existence de ces planètes non détectées et le coût de leur détection avec les instruments actuels comme NIRPS.Les synergies entre ces deux instruments dans le proche infrarouge nous permettront de caractériser les exoplanètes en orbite autour des naines M et offriront une opportunité unique d'étudier la formation et l'évolution des planètes autour de ces étoiles de faible masse, froides et à longue durée de vie.