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Sujets de thèse
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DRF : Sujet de thèse SL-DRF-20-0501

DOMAINE DE RECHERCHE
Astrophysique / Physique corpusculaire et cosmos
INTITULÉ DU SUJET Français English

Dissipation de marée dans les planètes géantes: modèles de nouvelle génération à l’heure des missions spatiales

RÉSUMÉ DU SUJET

Depuis Jupiter et Saturne dans notre système solaire jusqu’aux Jupiters/Saturnes « chauds » observés dans les systèmes extrasolaires, les planètes géantes gazeuses sont des objets dynamiques aussi complexes que fascinants. Ainsi, comme on peut l’observer à leur surface, ce sont des objets turbulents en rotation magnétisés qui interagissent fortement avec leur environnement, leurs lunes dans le cas de Jupiter et de Saturne et l’étoile hôte dans le cas des Jupiters/Saturnes « chauds » qui ont une période orbitale très courte. Dans ces systèmes, les forces d’interaction de marées, les ondes qu’elles génèrent (l’équivalent dans les planètes géantes des ondes de marées océaniques sur Terre) et leur dissipation jouent un rôle crucial pour l’évolution des orbites et de la rotation de la planète. Dans ce contexte, notre connaissance des planètes géantes et des marées en leur sein a connu plusieurs révolutions. D’une part, l’astrométrie de haute précision et la sonde CASSINI (NASA/ESA) ont démontré que la dissipation de marée est dix fois plus intense qu’attendue dans Jupiter et Saturne. D’autre part, les grands relevés photométriques Kepler/K2 et TESS (NASA) observent une grande diversité d’architectures orbitales pour les systèmes extrasolaires, en particulier dans le cas des Jupiters et des Saturnes « chauds » qui ont une orbite très proche de leur étoile et qui semblent être le site d’une dissipation moins intense que dans Jupiter et Saturne. Enfin, la sonde JUNO (NASA) et le grand finale de la sonde CASSINI ont révélé la structure et la dynamique internes de Jupiter et de Saturne: les intenses vents azimutaux observés à leur surface sont confinés dans leurs couches les plus externes du fait de l’action du champ magnétique dans les régions plus internes tandis que les éléments lourds contenus dans le noyau se mélangent au sein de la profonde enveloppe gazeuse dont ils modifient la structure. L’objectif de ce projet de thèse est donc de construire les nouveaux modèles cohérents de dissipation des ondes de marées dans l’intérieur des (exo-)planètes géantes gazeuses qui sont indispensables pour la compréhension de leurs systèmes et qui prendront en compte l’ensemble de ces phénomènes complexes et des nouvelles contraintes observationnelles. Ils seront ensuite appliqués pour prédire l’évolution des systèmes planétaires en support des missions spatiales en cours et à venir dans lesquelles le Département d’Astrophysique du CEA/IRFU est fortement impliqué (JWST, PLATO, ARIEL).

FORMATION NIVEAU MASTER RECOMMANDÉ

Master Recherche en Astrophysique, Physique théorique, en Mathématiques appliquées à la modélisation/simulation en Physique, en Dynamique des fluides ou en Physique des plasmas.

INFORMATIONS PRATIQUES
Institut de recherche sur les lois fondamentales de l’univers
Direction d’Astrophysique
Laboratoire de dynamique des étoiles des (Exo) planètes et de leur environnement
Centre : Saclay
Date souhaitée pour le début de la thèse : 01/10/2020
PERSONNE À CONTACTER PAR LE CANDIDAT

Stéphane MATHIS  

CEA
DRF/IRFU/DAP/LDE3
CEA/DRF/IRFU/DAp/LDE3
CE-Saclay L’Orme des merisiers Bât. 709
91191 Gif-sur-Yvette cedex

Téléphone : +33 1 69 08 49 30

UNIVERSITÉ / ÉCOLE DOCTORALE
Paris-Diderot (Paris 7)
Astronomie et Astrophysique d’Île de France
DIRECTEUR DE THÈSE

Stéphane MATHIS

CEA
DRF/IRFU/DAP/LDE3
CEA/DRF/IRFU/DAp/LDE3
CE-Saclay L’Orme des merisiers Bât. 709
91191 Gif-sur-Yvette cedex