Ma thèse en 400 mots : Farbod Jahandar

Farbod Jahandar, doctorant à l’iREx, a récemment terminé son doctorat à l’Université de Montréal. Il résume ici ses projets de recherche.

Une représentation artistique qui montre des planètes autour d’une étoile naine rouge. Crédit : NASA / JPL-Caltech Illustration

Les étoiles les plus petites et les plus froides, les naines M, sont aussi le type d’étoiles le plus courant dans notre galaxie. Leur étude nous permet d’en apprendre beaucoup sur les étoiles et les galaxies, ainsi que sur la recherche d’exoplanètes semblables à la Terre. Pendant mon doctorat, j’ai cherché à mieux comprendre ces étoiles communes, en particulier grâce à une technique appelée la spectroscopie.

Le SpectroPolarimètre InfraRouge (SPIRou), un instrument de pointe situé au Télescope Canada-France-Hawaï (TCFH), est au cœur de ce travail. La spectropolarimétrie dans le proche infrarouge de SPIRou est particulièrement efficace pour étudier les naines M, qui émettent principalement de la lumière dans cette portion du spectre électromagnétique. Cette capacité est essentielle pour déterminer avec précision les propriétés fondamentales de ces étoiles telles que la température, la gravité de surface et la concentration des différents éléments qui les composent.

Notre travail a d’abord porté sur l’étoile de Barnard, une naine M proche qui a été largement étudiée par les astronomes. Nous avons comparé son spectre dans le proche infrarouge à des modèles théoriques d’atmosphères stellaires (les modèles PHOENIX-ACES). Nous avons ainsi identifié plusieurs divergences affectant la précision des estimations de la composition de l’étoile. Pour surmonter ces difficultés, nous avons développé un programme spécialisé pour analyser les spectres obtenus avec SPIRou, en tenant compte des incertitudes des modèles. Nos nouvelles estimations de la température de l’étoile de Barnard correspondent étroitement aux résultats obtenues via d’autres méthodes (méthodes interférométriques), et nous avons pu déterminer l’abondance d’éléments qui n’avaient pas été mesurée auparavant.

Notre recherche s’est ensuite étendue à un échantillon de 31 naines M proches, dont plusieurs dans des systèmes binaires avec une étoile plus massive. Ce groupe diversifié nous a permis d’évaluer l’application plus large de nos méthodes, révélant des aperçus sur l’analyse comparative de la spectroscopie optique et du proche infrarouge. Les résultats de notre étude, tels que les mesures de température et de métallicité, sont étroitement alignés sur les mesures obtenues à partir d’autres méthodes, démontrant la précision de la spectroscopie dans le proche infrarouge à haute résolution pour déterminer ces caractéristiques. En outre, nous avons déterminé l’abondance chimique de plusieurs éléments, y compris des éléments cruciaux pour la modélisation de l’intérieur d’exoplanètes potentielles en orbite autour de ces étoiles.

Les résultats de mes recherches contribuent de manière significative au domaine de la spectroscopie, en particulier à l’étude des étoiles naines M. Nous avons créé une liste fiable de données qui peuvent être utilisées pour modéliser l’intérieur de ces étoiles. Nous avons aussi réalisé le besoin de modèles atmosphériques encore meilleurs pour utiliser pleinement la puissance de la lumière infrarouge proche afin de comprendre ces étoiles froides.

Pour en savoir plus

Farbod a effectué son doctorat à l’UdeM entre 2018 et 2023, sous la direction du professeur René Doyon (Université de Montréal, iREx) et du professeur Simon Thibault (Université Laval). Sa thèse sera disponible prochainement.