Recherche de compagnons de type Jupiter à très grandes séparations autour d'étoiles jeunes dans le voisinage solaire
Les nombreuses découvertes d'exoplanètes des dernières années ont permis de constater qu'il existe des planètes qui sont très différentes des planètes du système solaire. Grâce à la technique d’imagerie directe, on sait maintenant qu'il existe une catégorie de planètes de type géantes gazeuses qui ont des orbites ayant de très larges demi-grands axes. Environ 20 planètes ont été trouvées grâce à la technique d’imagerie directe dont la moitié sont dites à grande séparation, c'est-à-dire que leur demi-grand axe est de plus de 100 UA.
Les travaux présentés dans cette thèse ont pour objectif principal de rechercher des exoplanètes de type géantes à grandes séparations autour d'étoiles jeunes à l'aide de la technique d'imagerie directe. Ces exoplanètes sont particulièrement intéressantes pour plusieurs raisons. D’abord, comme elles sont loin de leurs étoiles, elles peuvent être étudiées comme si elles étaient isolées et il est donc possible, dans certains cas, d'obtenir un spectre à haute résolution de ces planètes. De plus, contrairement aux objets isolés de masses similaires, l'âge et la distance d'une planète peuvent être déduits de ceux de son étoile hôte. Dans ce cas, il est très intéressant d'étudier les étoiles pour lesquelles ces caractéristiques sont bien connues, puisqu’il s’agit de données cruciales afin d’estimer la masse des planètes.
Je parcourrai dans ce séminaire l'état de connaissances au niveau de la fréquence de planètes massives (1-20 Mjup par étoile) à grandes séparations (5-5000 UA) autour d’étoiles jeunes et je présenterai dans un premier temps les résultats du relevé WEIRD, soit une recherche de planètes géantes à grandes séparations. Dans le cadre de ce relevé, les 177 étoiles appartenant à des associations cinématiques jeunes à l’intérieur d’une distance de 70 pc du Soleil ont été observées avec le télescope Canada-France-Hawaii, le télescope Gemini-Sud, ainsi qu’avec le télescope spatial Spitzer. Ces observations ont permis d'atteindre une bonne complétude jusqu'à des masses aussi basses que 2 Mjup à des séparations entre 1000 et 5000 UA. Quatre candidates ont été détectées, mais les observations de suivi ont permis de montrer qu'il s'agissait d'objets d'arrière-plan. Les résultats permettent toutefois de montrer que moins de 3% des étoiles ont au moins une planète de masse entre 1 à 13 Mjup à des séparations entre 1000 et 5000 UA, à un niveau de crédibilité de 95%.
Je présenterai ensuite les résultats d’une méta-analyse combinant plusieurs différents relevés réalisés avec la méthode d'imagerie directe. Les contraintes apportées sur la distribution de de planètes géantes en masses et séparation permettent de dire que de façon générale il y a plus de compagnons quand la masse est grande, le demi-grand axe est petit et que l'étoile côté est massive. Cela peut suggérer que les planètes à grandes et très grandes séparations représentent la queue de faible masse de la distribution des naines brunes et des compagnons stellaires plutôt qu'une extension de la distribution des planètes sur petites orbites.
