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Formation et évolution des Systèmes Planétaires

Animateurs: Clément Baruteau, Olivier Berné et Ghylaine Quitté (IRAP / OMP)

Laboratoires impliqués: IRAP (3 équipes), GET

 

L’objectif de cette nouvelle AST est de rassembler les personnes s’intéressant aux planètes et aux petits corps du Système Solaire, aux disques protoplanétaires, aux systèmes planétaires extrasolaires, et utilisant pour ce faire différentes approches : observations astrophysiques, analyses de météorites, expérimentation de laboratoire et modélisation. Cette AST a pour but de partager savoirs et expériences, d’échanger des questions et de mettre en commun les contraintes apportées par les différentes disciplines pour faire émerger des projets permettant d’améliorer la compréhension de la formation et de l’évolution des systèmes planétaires.

Copyright Nasa/JPL Caltech

La formation planétaire, la physique des disques protoplanétaires et la physique stellaire étaient encore récemment des branches quasi-disjointes de l’astrophysique. Mais la diversité des propriétés orbitales et structurelles des planètes extrasolaires a montré la nécessité de faire converger ces disciplines afin de mieux comprendre la formation et l’évolution des systèmes planétaires. Les contraintes croissantes apportées par les données observationnelles et expérimentales dans chacun de ces domaines commencent à donner l’opportunité de comprendre l’architecture de notre Système Solaire et de déchiffrer la diversité des systèmes planétaires extrasolaires.

Parmi les thématiques et questions scientifiques qui seront abordées dans le cadre de cette AST, on peut citer :

  • La formation du Système Solaire : il s’agira de mettre en regard les connaissances théoriques sur la formation et l’évolution planétaires, les observations, et les analyses d’échantillons en ce qui concerne le Système Solaire. Par exemple, la structure des chondres, constituants des météorites primitives, suggère que la plupart d’entre eux ont été exposés à des épisodes répétés de chauffage intense (quelques minutes), conduisant à leur fusion totale ou partielle, suivis d’un refroidissement rapide (quelques heures). Est-ce que les caractéristiques observées et déterminées lors de l’étude des chondres au laboratoire peuvent être expliquées par leurs interactions répétées avec les planètes géantes en formation dans la nébuleuse solaire primordiale ? Comment peut-on réconcilier le temps nécessaire à la dissipation des disques, déduit des observations, et les contraintes chronologiques déduites des météorites ? Que peut-on dire du transport des éléments chimiques dans les disques protoplanétaires à partir des données géochimiques de laboratoire et que nous apprend la modélisation d’accrétion des éléments volatils ?
  • Les exoplanètes : l’un des enjeux actuels de la détection des exoplanètes est de mesurer à la fois leur rayon physique et leur masse pour en déduire leur densité moyenne, qui permet de modéliser leur composition (structure interne, éventuelle atmosphère). Ces observations concernent des planètes proches de leur étoile, dont on pense qu’elles se sont formées à plus grande distance de leur étoile dans leur disque protoplanétaire avant de s’en rapprocher par interactions disque-planète(s). Dans quelle mesure cette «migration planétaire» influence-t-elle la composition d’une planète ?Par ailleurs, on détecte de plus en plus d’exoplanètes et de disques de débris planétaires autour d’étoiles évoluées, ayant franchi le stade de géantes rouges. Comment l’évolution de l’étoile centrale affecte-t-elle l’orbite de planètes proches ? Réciproquement, est-ce que la présence d’une planète proche a un impact sur les stades d’évolution de l’étoile ? Les observations des disques protoplanétaires par ALMA (sub-millimétrique) et dans le futur avec SPIRou (proche infrarouge) permettront d’étudier les premières phases de l’évolution des planètes en formation dans leur disque protoplanétaire. Il y a un travail important de modélisation à mener pour prédire les signatures observationnelles des modèles d’interaction disque-planète : quels types de structures s’attend-t-on à observer dans le gaz et la poussière, comme la formation d’un sillon ou d’un disque circumplanétaire autour d’une planète géante ? Ce travail pourra aller de pair avec l’interprétation des (futures) observations de disques protoplanétaires. A plus long terme, l’AST pourra aborder la question de l’habitabilité des planètes extrasolaires, un thème primordial et transverse pour la communauté «exoplanètes», impliquant l’étoile, les surfaces et atmosphères planétaires, l’impact sur leur composition chimique, ... .
  • La matière organique dans le Système Solaire : pour mieux comprendre l’origine et l’évolution de la matière organique dans le Système Solaire, les molécules présentes dans les météorites doivent être identifiées et caractérisées par des analyses de laboratoire, leur association avec la matière minérale environnante (silicates, …) étudiée et leur formation datée par rapport aux événements connus du Système Solaire.

Animateurs: Clément Baruteau, Olivier Berné et Ghylaine Quitté (IRAP / OMP)

Laboratoires impliqués: IRAP (3 équipes), GET

06 - 07 octobre 2016  Workshop Origine des planètes

Observatoire Midi-Pyrénées, salle Lyot

Dans le cadre de l’Action Scientifique Transverse «  Formation et Evolution des Systèmes Planétaires» de l’Observatoire Midi-Pyrénées, nous organisons un atelier intitulé "Origine des planètes" les 6-7 octobre 2016 à Toulouse.

L’objectif de cet atelier est de réunir des spécialistes français du milieu interstellaire, des disques protoplanétaires et du système solaire, travaillant à partir d'observations astronomiques, de modélisation, théorie, simulations, d'expériences, ou d’analyse d’échantillons.

Pour ce premier atelier, nous avons choisi d'aborder trois thématiques spécifiques: l’eau, le champ magnétique et les premiers solides.

Une partie importante de ces deux journées sera consacrée aux discussions, afin de mettre en évidence les liens entre communautés qui pourraient donner lieu à de nouvelles collaborations interdisciplinaires. Cet atelier consistera en une série de présentations invitées, des sessions de discussion, et une session poster.

Le programme préliminaire se trouve  ici.

Les contributeurs invités sont: François Boulanger, Louis D’Hendecourt, Jean-François Donati, Jean-François Gonzalez, Jérémie Lasue, Geoffroy Lesur, Guy Libourel, Franck Selsis, Wing-Fai Thi, Charlotte Vastel. 

Organisateurs

Clément Baruteau, Olivier Berné, Ghylaine Quitté, IRAP

Site web : https://astplanets2016.sciencesconf.org/

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