Ma thèse en 400 mots : Stefan Pelletier

Stefan Pelletier, étudiant au doctorat à l’iREx, a terminé son doctorat à l’Université de Montréal cet automne. Il résume ici son projet de recherche de doctorat.

Illustration de l’exoplanète WASP-76b, un « Jupiter chaud » à proximité de son étoile hôte. Une chaleur intense vaporise des éléments rocheux tels que le magnésium, le calcium et le fer dans l’atmosphère de la planète, offrant ainsi des informations précieuses sur la formation de notre système solaire. Crédit : Observatoire international Gemini/NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva/Spaceengine/M. Zamani

La composition atmosphérique d’une planète peut nous aider à comprendre leur évolution. En effet, cela fait des décennies que des scientifiques étudient Jupiter et Saturne pour comprendre comment elles se sont formées. Aujourd’hui, il est possible d’étudier la composition de mondes lointains et de placer les planètes du Système solaire en contexte pour la première fois. Durant mon doctorat, j’ai eu la chance d’utiliser différents télescopes pour étudier des planètes gazeuses géantes en dehors de notre Système solaire, dans le but de mesurer la composition de leurs atmosphères et d’utiliser ces connaissances pour mieux nous informer sur la façon dont les planètes se forment.

Dans le cadre de ma thèse, j’ai démontré les capacités de l’instrument SPIRou au télescope Canada-France-Hawaii pour la caractérisation des atmosphères d’exoplanètes. En observant la lumière infrarouge émise par l’exoplanète géante τ (« Tau ») Boo b, j’ai découvert que son atmosphère est enrichie d’environ la même quantité de carbone que celle de Jupiter, mais qu’elle est par ailleurs beaucoup plus sèche que prévu. Cela indique probablement que τ Boo b s’est formée dans une région pauvre en eau, beaucoup plus éloignée de son étoile qu’où elle se trouve aujourd’hui.

Stefan Pelletier, doctorant à l’iREx, prend la parole lors d’une réunion de la communauté astronomique. Crédit : Stefan Pelletier

Dans un autre projet, j’ai utilisé l’instrument MAROON-X au télescope Gemini-North à Hawaii pour observer l’exoplanète géante ultra-chaude WASP-76 b pendant qu’elle passait devant son étoile hôte. J’ai ainsi pu trouver de nombreux éléments dans son atmosphère et mesurer leurs abondances. J’ai découvert que la composition de WASP-76 b est presque identique à celle de l’étoile autour de laquelle elle orbite pour de nombreux éléments, mais pas tous. Ces résultats m’ont permis d’en apprendre davantage sur la chimie et la composition des nuages de cette exoplanète géante.

Enfin, j’ai également observé la planète ultra-chaude WASP-121 b à l’aide des instruments CRIRES⁺ et ESPRESSO sur le Very Large Telescope européen au Chili. En analysant la lumière visible et infrarouge capturées par ces observations, j’ai pu trouver des éléments de glaces et de roches. En comparant ces éléments, j’ai pu déterminer que l’atmosphère de WASP-121 b est plus enrichie en glaces qu’en roches. Il s’agit là de contraintes qu’il est présentement impossible d’obtenir sur Jupiter et Saturne. C’est donc un cas rare où l’étude d’une exoplanète située à des centaines d’années-lumière de la Terre nous permet de mieux comprendre comment les planètes géantes de notre propre Système solaire ont pu se former.

Plus d’informations

Stefan a complété son PhD à l’Université de Montréal entre 2019 et 2023, sous la supervision du professeur Björn Benneke de l’iREx. Sa thèse sera bientôt disponible.