Ma thèse en 400 mots: Antoine Darveau-Bernier

Antoine Darveau-Bernier, étudiant à l’iREx à l’Université de Montréal, a soumis sa thèse à l’automne 2022. Il résume ici les projets de recherche qu’il a menés dans le cadre de son doctorat.

Antoine Darveau-Bernier. (Credit: Courtesy Image)

Étudier l’atmosphère des exoplanètes géantes les plus chaudes, de la Terre comme de l’espace

Mon doctorat visait à développer des techniques d’analyse de données afin d’étudier l’atmosphère d’exoplanètes. Par après, j’ai pu appliquer une de ces méthodes sur la deuxième plus chaude exoplanète connue à ce jour, de son prénom WASP-33 b, en l’observant avec l’instrument SPIRou situé au télescope Canada-France-Hawaï. Cette planète, d’une taille et d’une masse comparable à celle de Jupiter, est située tellement près de son étoile qu’elle ne met que 29 heures à en faire le tour ! Cette proximité a comme conséquence de forcer WASP-33 b à toujours montrer la même face à son étoile, un peu comme la Lune avec la Terre. Ce « côté jour » subissant constamment l’irradiation de son étoile peut donc atteindre des températures extrêmement élevées (allant jusqu’à 3400°C!), avoisinant celles des étoiles les plus froides. Notre analyse a permis notamment de mesurer pour la première fois l’abondance du monoxyde de carbone présent dans l’atmosphère de cette planète, en plus de mesurer la température présente à différentes altitudes. 

Pour y arriver, nous avons dû appliquer une méthode semblable à la technique de vélocimétrie afin de distinguer la lumière émise par l’atmosphère de WASP-33 b enfouie dans le signal de son étoile. En décomposant cette lumière selon ses différentes couleurs (longueurs d’onde), il est possible d’identifier la signature de plusieurs molécules, comme le monoxyde de carbone ou l’eau. En effet, chaque molécule absorbe la lumière à des longueurs d’onde bien précises et propres à chacune, ce qui donne une empreinte ressemblant à un code barre. De plus, cette signature est influencée par les variations de vitesse dues au déplacement (très rapide!) de la planète autour de son étoile. C’est ce qu’on appelle l’« effet Doppler ». L’étoile, quant à elle, ne bouge que très lentement; il est donc possible d‘utiliser cet effet afin de distinguer le signal de la planète de celui de l’étoile! 

Par ailleurs, j’ai eu la chance de travailler au développement d’un algorithme nommé ATOCA dédié à l’analyse des données provenant de l’instrument NIRISS, la contribution canadienne au fameux télescope spatial James Webb. ATOCA permettra de tirer le maximum des observations prises par cet instrument, dans le but de révéler les mystères de l’atmosphère de diverses exoplanètes. 

Ma thèse se résume donc au perfectionnement de techniques d’analyse de données appliquées à l’atmosphère d’exoplanètes, autant pour des observations prises sur la Terre (avec SPIRou) que de l’espace (avec JWST).

Plus d’informations

Antoine a fait son doctorat à l’Université de Montréal entre 2016 et 2022, sous la supervision de David Lafrenière et René Doyon. Sa thèse Caractérisation d’atmosphères d’exoplanètes à haute résolution à l’aide de l’instrument SPIRou et développement de méthodes d’extraction spectrophotométriques pour le télescope spatial James Webb est disponible sur Papyrus.