Caractériser la structure 3D des exoplanètes avec des observations à haute résolution spectrale. – EXOWINDS

Les Jupiter chauds sont les cibles les plus propices pour étudier les atmosphères d’exoplanètes. La nouvelle génération de télescopes, incluant le JWST, sera à même d’obtenir des mesures quantitatives des abondance moléculaires dans ces atmosphères, nous permettant de mieux comprendre les mécanismes de formation planétaire. Toutefois, ces atmosphères sont intrinsèquement 3D et les télescopes à basse résolution spectrale ne peuvent qu’observer le spectre moyen de ces planètes. Les variations de composition chimique et de structure thermique sont alors indistinguables des abondances moléculaires que nous essayons de mesurer.
Les observations à haute-résolution spectrale peuvent remédier à ce problème en obtenant des mesures locales de ces planètes. En effet, l’effet Doppler due aux vents et à la rotation de la planète permet de séparer spectralement des lignes atomiques qui se créent à différents endroits de l’atmosphère, permettant de mesurer le composition chimique et la vitesse des vents à différents points de la planète. Ces mesures locales sont cruciales pour mieux comprendre la structure 3D des exoplanètes et déterminer quelles mécanismes physiques y limitent la vitesse des vents.
Le but de cette proposition est de mesurer la structure 3D des atmosphères de la population de Jupiter chauds. Pour cela nous proposons de combiner une approche directe, basé sur des modèles 3D de circulation générale (SPARC/MITgm+gCMCRT), et une approche inverse basé sur des modèles d’inversion des données multi-dimensionels (CHIMERA). Cette proposition s’appuis sur plus de 200h de temps d’observations sur les grands telescopes mondiaux (Gemini/MAROON-X, Gemini/IGRINS, VLT/ESPRESSO) et permettra de mieux préparer les observations à venir de l’E-ELT.