Jonathan Gagné

Chercheur postdoctoral à Carnegie Institutionof Washington
Ancien étudiant au doctorat à l’Université de Montréal

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Le projet de doctorat de Jonathan Gagné se concentrait sur la recherche de naines brunes et d’étoiles de faible masse jeunes (types spectraux > M5) membres d’associations cinématiques du voisinage solaire. Les associations cinématiques sont des groupes d’étoiles relativement jeunes (10 à 150 millions d’années). Elles se sont formées au sein d’un même nuage moléculaire, et leurs quelques millions d’années d’âge ont suffi à disperser la majorité du gaz interstellaire initialement présent dans leur voisinage, et à commencer à les éloigner les unes des autres. Cependant, on peut encore observer qu’elles appartiennent bien à une association cinématique, puisqu’elles ont encore des vitesses très semblables à travers la galaxie (d’où le nom « association cinématique »).

Les retombées de ce projet sont nombreuses:

  1. Permettre d’effectuer des statistiques de population pour mieux comprendre la fonction de masse initiale (FMI; c’est-à-dire l’histogramme de population en fonction de la masse). Plusieurs questions sont encore ouvertes par rapport à celle-ci, par exemple, si elle dépend ou non de l’environnement.
  2. Contribuer à comprendre les atmosphères des exoplanètes gazeuses, particulièrement difficiles à étudier à cause de leur étoile hôte, typiquement très rapprochée et aveuglant les instruments. En effet, les atmosphères des naines brunes jeunes et peu massives ressemblent incroyablement à celles des exoplanètes gazeuses.
  3. Identifier de subtiles différences potentielles entre exoplanètes et naines brunes de masses planétaires. La question de savoir où tirer la ligne entre la nomenclature « naine brune » et « planète flottante » est encore floue et engendre des débats enflammés parmi les chercheurs dans ce domaine.
  4. Les membres peu massifs constitueront des cibles de choix pour la détection d’exoplanètes par l’imagerie directe, car le contraste entre la luminosité de l’hôte et celle de la planète sera plus faible.

Pour trouver une grande quantité de nouvelles étoiles candidates à ces associations cinématiques l’équipe de l’iREx a développé un outil d’analyse statistique nommé BANYAN, basé sur l’inférence bayésienne. La contribution principale de Jonathan est de continuer le développement de cet outil (voir BANYAN II) et de l’utiliser pour chercher les membres de masse encore plus faible, couvrant les étoiles de faible masse, les naines brunes et même les objets de masse planétaire.

Ce projet, ainsi que l’outil BANYAN II, ont déjà généré de nombreux résultats scientifiques :

  • L’identification de nouveaux membres potentiels parmi les naines brunes jeunes déjà connues (Gagné et al. 2014a).
  • La découverte des 2 naines brunes les plus froides (et donc les moins massives) dans l’association TW Hydrae (Gagné et al. 2014b) – la plus froide ayant une masse estimée à 12 fois celle de Jupiter.
  • La découverte de la candidate planète flottante CFBDSIR2149 (Delorme et al., 2012), avec une masse estimée à 4 à 7 fois celle de Jupiter.
  • La découverte d’un compagnon de 11 à 12 fois la masse de Jupiter autour d’une étoile de faible masse binaire (Delorme et al., 2013; Gagné et al., en préparation).
  • La découverte de plusieurs dizaines de nouvelles naines brunes jeunes, certaines ayant une masse estimée aussi faible qu’environ 10 fois celle de Jupiter (Gagné et al., en préparation).
  • La découverte d’un autre compagnon exoplanète ou naine brune de quelque 13 fois la masse de Jupiter autour d’une étoile de faible masse (Artigau et al., en préparation).
  • La détection de plusieurs centaines de nouvelles candidates naines brunes jeunes potentiellement membres d’associations cinématiques (Gagné et al., en préparation).
  • La découverte de la naine brune jeune la plus froide dans l’association cinématique Argus (Gagné et al., en préparation).

Un autre aspect de la thèse de Jonathan consiste à utiliser la méthode de vitesse radiale dans le proche infrarouge avec l’instrument CSHELL au télescope IRTF afin d’identifier de nouvelles exoplanètes autour d’étoiles de faibles masses. Les exoplanètes ciblées sont celles ayant une séparation très faible, et dont la masse serait entre quelques fois celle de Neptune et celle de Jupiter. Il participe à ce projet au sein d’une équipe de recherche californienne menée par Peter Plavchan à l’Infrared Processing and Data Analysis Center (IPAC; Caltech), dans le cadre d’un programme d’échange de 6 mois qui a eu lieu en 2014.

Directeurs de recherche

René DoyonDavid Lafrenière

Coordonnées

Téléphone :
Courriel: jonathan.gagne.1@gmail.com
Bureau :

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