Description du sujet de thèse

SOPHIE est le spectrographe de haute précision installé depuis 2006 sur le télescope de 1,93 m de l'OHP. Après d'importantes améliorations instrumentales, il fournit quotidiennement une précision de 1 m/s sur les vitesses radiales stellaires. La caméra sera remplacée en 2026 par un modèle équipé d'un détecteur plus grand et plus efficace. Cela permettra d'étendre la couverture spectrale du spectrographe vers le proche infrarouge. Cependant, obtenir la plus grande précision possible dans cette partie du spectre présentera plusieurs défis : contamination par les raies telluriques, proximité des ordres sur les détecteurs, détermination de nouvelles procédures d'étalonnage des longueurs d'onde pour l'extension du spectre.
Sur le plan scientifique, l'extension de plusieurs ordres de diffraction vers le proche infrarouge (650-800 nm) nous permet d'obtenir davantage de données sur la mesure de vitesse radiale (par exemple, Artigau et al. 2018), et donc une meilleure précision, en particulier pour les naines K et M. Cela améliorera la couverture des observations menées conjointement avec le spectrographe SPIRou, monté sur le CFHT observant dans le proche infrarouge, et SOPHIE. La recherche et la caractérisation des planètes autour des étoiles M seront améliorées par la combinaison des deux instruments.
Les étoiles K, moins étudiées par la communauté scientifique jusqu'à présent, sont très intéressantes car l'effet de l'activité stellaire y est moins important que pour les étoiles G, leur zone habitable est plus éloignée de l'étoile que pour les étoiles M, et la probabilité de transit est plus élevée que pour les étoiles G. Les planètes situées dans la zone habitable des naines K proches présentent également un intérêt particulier pour les futures missions spatiales majeures telles que HWO (NASA) et LIFE (ESA), qui auront pour objectif de rechercher des biomarqueurs sur ces planètes, même si celles-ci restent encore à découvrir. Un nouveau programme axé sur ces étoiles est en place depuis un an.
Le doctorat aura plusieurs objectifs : développer une nouvelle procédure d'étalonnage des longueurs d'onde, adapter la méthode de correspondance ligne par ligne et par modèle pour identifier et supprimer les systématiques instrumentales, corriger la contamination tellurique, etc. La personne recrutée sera également pleinement impliquée dans différents programmes de recherche pour SOPHIE et associés aux programmes SPIRou décrits ci-dessus.

Contexte de travail

Ce sujet de thèse s'inscrit dans le cadre d'un projet collaboratif obtenu à l’ANR avec l'IPAG à Grenoble et l'IRAP à Toulouse. Le projet de thèse se déroulera sur deux ans à l'OHP et la dernière année dans une institution plus importante (probablement LAM ou IPAG).
La directrice de thèse, Isabelle BOISSE, fait partie de l'équipe LAM et GSP et est actuellement basée à l'OHP. Elle est responsable ou co-I de plusieurs programmes de caractérisation déplantes avec SOPHIE et travaille en étroite collaboration avec un groupe européen d'une vingtaine de chercheurs (trois instituts en France, un à Genève, en Suisse, un à Porto, au Portugal, et un à Birmingham, au Royaume-Uni). Elle est également très impliquée dans les programmes SPIRou et représente la France dans la construction du spectrographe ANDES pour l'ELT. Le groupe exoplanète du LAM participe également à plusieurs autres projets : SPHERE, CHEOPS, TESS, Roman, PLATO, ARIEL et HARMONI.

Contraintes et risques

Déplacements pour collaborations et promotion du travail scientifique.
Observations au télescope avec SOPHIE notamment au moins, entre 20 et 30 nuits par an environ.