STAGE Origine des inclinaisons mutuelles dans les systèmes extrasolaires

Date de mise à jour de l’offre

Institut de Mécanique Céleste et de Calcul des Éphémérides (IMCCE) :

L’IMCCE a été créé par décret du 2 juin 1998. Ce décret lui confère une structure d’institut au sein de l’Observatoire, en lui assignant une mission de recherche et une mission de service pour l’élaboration et la diffusion des éphémérides. L’IMCCE est aussi une Unité mixte de recherche du CNRS (UMR 8028), intégrée à PSL Research University et associée aux universités Sorbonne Université et université de Lille sciences et technologies. L’IMCCE a deux activités principales : une mission de recherche dans les domaines de la mécanique céleste, sous ses aspects tant mathématiques que dynamiques, de l’astrométrie et de la planétologie et une mission de service consacrée à l’élaboration et à la diffusion d’éphémérides originales, ainsi qu’à la participation à d’autres services nationaux d’observation de l’INSU. Les principaux thèmes de recherche du laboratoire sont réalisés dans le cadre des travaux de trois équipes de recherche : ACME, ASD et PEGASE. Le stage s'effectuera dans l'équipe ASD

Description de la mission

Les planètes du système solaire évoluent sur des orbites très peu inclinées les unes des autres.Cela s'explique par le processus de formation dans un disque protoplanétaire. Il est donc légitime de supposer qu'il en est de même pour les systèmes extrasolaires. Cependant on détecte une surabondance de systèmes monoplanétaires par la méthode des transits (e.g., He et al. 2019).Donc soit il existe effectivement une population intrinsèque de planètes solitaires, soit les inclinaisons mutuelles sont suffisamment grandes pour limiter le nombre de planètes détectables par transit dans un même système.La deuxième explication est généralement favorisée, ce qui signifie qu'il existe un ou des processus dynamiques permettant d'exciter les inclinaisons dans les systèmes multiples (ibid.).Deux mécanismes ont récemment été proposés: l'un exploite l'aplatissement de l'étoile centrale et l'autre suppose l'existence d'un compagnon planétaire à grande distance.Dans les deux cas, l'équateur de l'étoile ou l'orbite du compagnon doivent être significativement inclinés par rapport au plan initial des planètes internes (Spalding & Millholland 2020; Rodet & Lai 2020).Dans ce stage, nous proposons d'étudier un autre effet basé sur des résonances séculaires entre les planètes et ne nécessitant pas de grandes inclinaisons initiales.Ce type de résonances a notamment joué un rôle très important dans la structure de la ceinture principale d'astéroïdes du système solaire (e.g.Minton & Malhotra 2011).Dans le cadre des systèmes extrasolaires, ce mécanisme a été en partie étudié numériquement (Hansen 2017).Nous proposons de reprendre l'étude d'un point de vue analytique afin de bien comprendre la dynamique sous-jacente.Le stage comportera éventuellement un volet numérique où des simulations numériques choisies seront effectuées pour valider les résultats analytiques.Bibliographie: -Hansen (2017), "Perturbation of compact planetary systems by distant giant planets", MNRAS 467, 1531 -He, Ford, Ragozzine (2019), "Architectures of exoplanetary systems -I. A clustered forward model for exoplanetary systems around Kepler's FGK stars", MNRAS 490, 4575 -Minton & Malhotra (2011), "Secular Resonance Sweeping of the Main Asteroid Belt During Planet Migration", ApJ 732, 53 - Rodet & Lai (2020), "Hiding Planets behind a Big Friend: Resonant Planets with an Inclined External Companion", eprint arXiv:2010.08046 -Spalding & Millholland (2020), etc.

Profil recherché

Étudiant niveau master 2 ayant suivi des cours de mécanique céleste et ayant un bon niveau en mathématiques, notamment en algèbre linéaire

Niveau de qualification requis

Bac + 4/5 et +
  • Employeur
    Institut de Mécanique Céleste et de Calcul des Éphémérides (IMCCE)
  • Secteur d’activité de la structure
    Enseignement - Formation - Recherche
  • Effectif de la structure
    De 51 à 250 salariés
  • Site internet de la structure
    http://www.imcce.fr
  • Type de stage ou contrat
    Stage pour lycéens et étudiants en formation initiale
  • Date prévisionnelle de démarrage
  • Durée du stage ou contrat
    Plus de 2 mois et jusqu'à 4 mois
  • Le stage est-il rémunéré ?
    Oui
  • Niveau de qualification requis

    Bac + 4/5 et +
  • Lieu du stage
    IMCCE-Observatoire de Paris
    77 av.Denfert Rochereau
    75014 PARIS 14E ARRONDISSEMENT
  • Accès et transports
    Métro-RER Denfert-Rochereau