Mon mémoire en 400 mots : David Berardo

David Berardo, étudiant de l’iREx à l’Université McGill, a terminé sa maîtrise en août 2017. Il résume ici les projets de recherche qu’il a menés pendant ses études à Montréal :

Autour d’une étoile récemment formée se trouve un disque proto-planétaire, au sein duquel les planètes sont créées. La formation de  planètes gazeuses comme Jupiter nécessite une fraction importante du gaz et de la poussière disponibles dans ces disques. Il est donc crucial de mieux comprendre les mécanismes de formation de ces planètes géantes afin de préciser notre compréhension de la formation des systèmes planétaires. 

Les planètes détectées grâce à la méthode d’imagerie directe sont idéales pour confronter les modèles de formation, parce qu’on connaît avec précision leurs luminosités. À mesure qu’une planète se refroidit, sa luminosité diminue. Il est donc possible de déterminer, si on connait l’âge d’une planète, à quel point elle était brillante lors de sa formation. Cette luminosité peut ensuite être comparée à celle attendue par les différents mécanismes de formation.

Le but de mon mémoire était de simuler la formation de planètes géantes gazeuses, afin de relier la luminosité et l’âge d’une planète observée à son mécanisme de formation. En modélisant la formation d’une planète et en simulant son évolution vers ses conditions actuelles, j’ai pu construire toute l’histoire d’une planète. Ce processus a été réalisé en utilisant le code d’évolution stellaire MESA, qui m’a permis de simuler la formation de centaines de planètes.

Représentation artistique d’un système planétaire en formation. Crédit: NASA / JPL-Caltech

Le mécanisme de formation spécifique que j’ai étudié est connu sous le nom d’accrétion de coeur. Selon ce mécanisme, la formation d’une planète commence avec l’agglomération d’un noyau rocheux, sur lequel vient s’accréter ensuite une épaisse enveloppe gazeuse. De nombreux paramètres doivent être ajustés dans ce modèle, tels que la masse initiale du noyau rocheux, la vitesse à laquelle le gaz s’accrète à la planète, la température et la pression du gaz, etc. En pratique, il est difficile de mesurer directement ces quantités, car cela nécessiterait d’observer une planète qui est en train de se former. Au lieu de cela, j’ai étudié comment la variation de ces quantités au sein de mon modèle affectaient les propriétés d’une planète nouvellement formée. Cela m’a permis de déterminer comment le taux d’accrétion du gaz affecte la luminosité finale de la planète, ce qui fournit un moyen de relier les quantités qui sont observées actuellement aux conditions de formation.

Plus d’information

David Berardo a fait sa maîtrise à l’Université McGill entre 2015 et 2017, après avoir complété un baccalauréat à la même institution. Son superviseur de maîtrise était Andrew Cumming. Son mémoire, intitulé « On the Formation of Gas Giant Planets Through Core Accretion », est disponible en ligne.

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