Frédérique Baron

Étudiante au doctorat à l’Université de MontréalIMG_5578

Le projet de doctorat de Frédérique Baron a comme objectif de rechercher, par imagerie directe, des compagnons exoplanètes à très grande orbite autour des 200 étoiles les plus jeunes du voisinage solaire. Les exoplanètes recherchées auront une masse de 1 à 10 fois la masse de Jupiter, un demi-grand axe entre 100 et 5000 unités astronomiques (UA) et orbiteront autour d’étoiles ayant un âge inférieur à 100 millions d’années.

Cette étude permettra de déterminer la fréquence des compagnons planétaires très éloignés autour d’étoiles jeunes et d’établir la distribution en masse et en séparation de ces planètes, ce qui donnera l’occasion de contraindre leur processus de formation. En effet, la plupart des exoplanètes connues ont été trouvées grâce à la méthode de vitesse radiale ou de transit, qui permettent de détecter des planètes situées beaucoup plus près de leur étoile, soit à moins de 5 AU et 1 AU respectivement. La technique d’imagerie directe pour trouver les planètes plus éloignées est prometteuse, surtout dans le cas des étoiles jeunes. En effet, les exoplanètes qui orbitent autour de ces étoiles jeunes viennent de se former et possèdent encore une grande énergie thermique découlant de leur contraction gravitationnelle. Lorsque leur formation est achevée, les planètes géantes se refroidissent rapidement et deviennent de moins en moins brillantes.

Pour ce projet, les techniques d’imagerie à haut contraste destinées à éliminer la lumière aveuglante de l’étoile ne sont pas nécessaires. Par contre, puisque la masse des planètes recherchées sera aussi petite que celle de Jupiter, il sera essentiel d’avoir une bonne sensibilité à détecter des objets de faible luminosité.

À la maîtrise (2012-2014), Frédérique a travaillé sur un projet intitulé Recherche et caractérisation de systèmes binaires à grande séparation dont une des composantes est tardive. Il s’agissait d’étudier 29 paires d’étoiles candidates et de déterminer si chaque paire forme un système binaire. La caractérisation de ces systèmes binaires permet d’en apprendre plus sur leur formation, ainsi que sur celle des étoiles en général. En effet, ces systèmes, étant formés d’étoiles de faible masse très éloignées, sont fort peu liés gravitationnellement. Ces systèmes binaires sont en outre particulièrement intéressants dans le cas où le compagnon stellaire est une naine brune, puisque le processus de formation de ces objets est mal connu.

Plusieurs mécanismes de formation d’étoiles de faible masse et de naines brunes impliquent des processus violents qui doivent, en principe, séparer les paires d’étoiles faiblement liées gravitationnellement. L’étude de ce genre de systèmes sert ainsi à fixer des conditions limites quant aux systèmes binaires qui peuvent se former efficacement, afin de développer une éventuelle théorie de formation stellaire complète. De plus, une bonne caractérisation de l’étoile primaire de ces systèmes permet d’estimer leur âge, ce qui est très difficile par d’autres moyens.

Quatorze nouveaux systèmes binaires, ayant une séparation supérieure à 250 UA et dont l’une des composantes est une naine M tardive ou une naine L, ont été découverts dans le cadre de ce projet de recherche. La présence de systèmes formés d’une étoile naine de type M et d’un compagnon sous-stellaire séparés par plus de 250 AU parmi les candidats est très intéressante, car très peu de systèmes de ce genre ont été découverts jusqu’à présent.

Directeurs de recherche

David Lafrenière et Étienne Artigau

Coordonnées

Téléphone : 514-343-6111 x 3219
Courriel : baron@astro.umontreal.ca
Bureau : Pavillon Roger-Gaudry, B-436

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