Soutenance de thèse de Melissa HOBSON

Récemment, la science exoplanètaire a commencé à se focaliser sur les étoiles M comme cibles intéressantes pour la détection et caractérisation des exoplanètes. Les naines M sont les étoiles les plus communes de la galaxie; son petit taille implique qu'on peut détecter des planètes plus petits; la zone d'habitabilité d'eau liquide est plus proche à l'étoile. La population émergent de planètes autour de naines M montre des caractéristiques intrigantes par rapport aux planètes des étoiles FGK. L'objectif de cette thèse est d'explorer la détection d'exoplanètes autour de naines M par la méthode de vitesse radiale, dans le visible et le prochaine infra-rouge. J'ai aussi réalisé des analyses de la population connue de planètes de naines M, comme il était au début et à la fin de la thèse. Dans le visible, j'ai travaillé avec le spectrographe SOPHIE à l'Observatoire d'Haute-Provence, comme partie du consortium SOPHIE exoplanètes. Cet groupe a effectué diverses programmes de recherche d'exoplanètes, dont une se focalise sur la recherche de planètes autour de naines M. J'ai adapté une algorithme "template-matching" aux cibles de ce programme, et analysé les séries de vitesse radiale résultantes. J'ai pu confirmer l'importance des signaux périodiques que, si bien présents dans l'analyse CCF traditionnel, étaient partiellement cachés par le bruit. Les premiers quatre exoplanètes detect'es ont récemment été publiées. J'ai aussi étudié une variété d'indices d'activité, trouvant ceux qui sont mieux adaptés aux spectres de SOPHIE. Dans le prochaine infra-rouge, j'ai travaillé avec le spectropolarimetre SPIRou au Canada France Hawaii Telescope. Ce nouvelle instrument a été conçu pour l'observation des naines M, qui émettent la plupart de son radiation dans le prochaine infra-rouge. J'ai travaillé sur le développement du système de réduction des données, particulièrement sur la solution en longueur d'onde - i.e., la correspondance entre la position en pixels et la longueur d'onde, qui est crucial pour mesurer des vitesses radiales précises. J'ai développé et testé des façons de combiner différents calibreurs de longueur d'onde, pour obtenir une solution en longueur d'onde précise.

In recent years, exoplanet science has begun to focus on M-dwarf stars as highly interesting targets for exoplanet detection and characterisation. M dwarfs are the most common stars in the galaxy; their small size means smaller exoplanets can be detected; the liquid-water habitable zone is closer to the star. The emerging population of planets hosted by M dwarfs shows intriguing characteristics compared to planets hosted by FGK stars. The aim of this thesis is to explore the detection of exoplanets around M dwarfs via the radial velocity method, in the near infra-red and visible domains. I also carried out analyses of the known population of M dwarf planets, as it stood both at the start of the thesis and at its conclusion. In the visible, I worked with the SOPHIE spectrograph at the Observatoire d'Haute-Provence, as part of the SOPHIE exoplanets consortium. This group has been carrying out several long-term exoplanet surveys, one of which focuses on the search for planets around M dwarfs. I adapted a template-matching algorithm to the targets of this programme, and analysed the resulting radial velocity series. I was able to confirm the significance of periodic signals that, while apparent in the traditional CCF analysis, were partially hidden by noise. The first four exoplanets thus detected have recently been published. I also studied a variety of stellar activity indicators, identifying those most suited to SOPHIE spectra. In the near infrared, I worked with the SPIRou spectropolarimeter at the Canada France Hawaii Telescope. This new instrument was conceived for the observation of M dwarfs, which emit most of their radiation in the infrared. I worked on the development of the data reduction pipeline, with specific focus on the wavelength solution - i.e., the correspondence between pixel position and wavelength, which is crucial to the measurement of precise radial velocities. I developed and tested ways to combine different wavelength calibrators, for an accurate wavelength solution.