Thèse Formation et Évolution des Systèmes Planétaires Observées avec le Jwst H/F

Doctorat_Gouv

Établissement : Université de Toulouse
École doctorale : SDU2E - Sciences de l'Univers, de l'Environnement et de l'Espace
Laboratoire de recherche : IRAP - Institut de Recherche en Astrophysique et Planetologie
Direction de la thèse : Olivier BERNE
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-06-01T23:59:59

Cette thèse vise à étudier l'évolution des systèmes exoplanétaires à partir de données spectroscopiques inédites du télescope spatial James Webb (JWST). En s'appuyant sur des programmes d'observation majeurs pilotés à l'IRAP, le travail combinera l'analyse de données JWST à l'aide d'outils de spectroscopie développés à l'IRAP avec de la modélisation des atmosphères et/ou de la dynamique des systèmes planétaires. Le projet sera mené en interaction étroite avec les experts de l'IRAP et en collaboration avec la Queen Mary University of London, afin de mieux contraindre les processus physiques gouvernant la formation et l'évolution des systèmes planétaires.

La formation et l'évolution des systèmes planétaires constituent des questions centrales de l'astrophysique moderne. Elles impliquent une large gamme de processus physiques et chimiques, depuis le milieu interstellaire où naissent les étoiles, jusqu'aux disques protoplanétaires et à l'émergence des exoplanètes, puis à l'évolution à long terme de leurs atmosphères et de leur dynamique orbitale. Le télescope spatial James Webb (JWST) ouvre une nouvelle ère dans ce domaine en offrant un accès sans précédent à la spectroscopie infrarouge à haute sensibilité et haute résolution spatiale des ces environements.
À l'IRAP (Toulouse), une part importante des activités scientifiques liées au JWST est dédiée à l'étude des systèmes planétaires à toutes les étapes de leur évolution. L'équipe JWST de l'IRAP est impliquée dans la préparation, la réalisation et l'analyse d'un ensemble majeur d'observations JWST, complétées par des données obtenues depuis le sol avec des instruments de référence tels que le VLT, le CFHT et ALMA. Ces observations couvrent aussi bien les disques protoplanétaires soumis à des environnements irradiés que la spectroscopie directe d'exoplanètes.
L'équipe est actuellement responsable ou co-responsable de plusieurs programmes JWST de grande ampleur, représentant environ 200 heures d'observation. Ces programmes incluent notamment la première spectroscopie d'une exoplanète de type super-Jupiter tempérée, ainsi que des relevés spectroscopiques systématiques de dizaines de disques protoplanétaires dans la nébuleuse d'Orion avec les instruments MIRI et NIRSpec. Ces jeux de données constituent un ensemble unique pour étudier l'impact de l'environnement, du rayonnement et de la dynamique sur l'évolution des systèmes planétaires en formation et des exoplanètes.

Dans ce contexte, nous proposons un sujet de thèse s'appuyant sur ces données d'observation JWST afin de caractériser l'évolution des systèmes exoplanétaires, depuis les disques protoplanétaires jusqu'aux exoplanètes observées en spectroscopie. Le travail de thèse combinera :
l'analyse de données spectroscopiques JWST à l'aide des outils développés à l'IRAP,
la modélisation des atmosphères planétaires et/ou de la dynamique des systèmes,
une interaction étroite avec les experts du domaine à l'IRAP,
et une collaboration internationale avec nos partenaires de la Queen Mary University of London.
Cette thèse s'inscrit à l'interface entre observations, analyse de données et modélisation, et vise à exploiter pleinement le potentiel du JWST pour améliorer notre compréhension de la formation et de l'évolution des systèmes planétaires.