Thèse Caractérisation Physique des Petits Corps du Système Solaire par Occultations Stellaires et Contribution à la Défense Planétaire H/F

Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Observatoire de Paris - PSL École doctorale : Astronomie et Astrophysique d'Ile de France Laboratoire de recherche : Laboratoire d'Instrumentation et de Recherche en Astrophysique Direction de la thèse : Stéphane ERARD ORCID 0000000290998366 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-07-30T23:59:59 Contexte et enjeux scientifiques
Les occultations stellaires représentent une méthode observationnelle puissante pour déterminer les propriétés physiques des astéroïdes (dimensions, forme 3D, topographie de surface) et affiner la connaissance de leurs orbites avec une précision inégalée. Ces dernières années, cette technique a permis des découvertes majeures, telles que la détection de satellites et d'anneaux autour d'astéroïdes, ainsi que l'étude des atmosphères ténues de satellites naturels et de planètes naines. Traditionnellement mises en oeuvre lors de campagnes multisites impliquant des observatoires professionnels et des réseaux d'amateurs coordonnés, ces observations jouent maintenant un rôle clé dans la caractérisation des astéroïdes géocroiseurs (NEAs) de taille sub-kilométrique, objets prioritaires pour les programmes de défense planétaire (missions DARTS [NASA], Hera [ESA/JAXA]).
L'avènement de la mission Gaia (ESA) a révolutionné le domaine en améliorant drastiquement la précision des prédictions d'occultations, grâce à la qualité sans précédent de son catalogue stellaire et des éphémérides des petits corps. À cela s'ajoutent les nouvelles détections dues aux programmes de surveillance automatique récents, tels que le Vera C. Rubin Observatory (LSST) ou la mission spatiale NEOSurveyor (NASA, lancement prévu en 2028). Dans ce contexte, la défense planétaire est devenue une priorité pour les agences spatiales, avec une coordination en Europe pilotée par l'ESA. L'année 2029, proclamée Année internationale de la défense planétaire, marquera un jalon historique avec le survol exceptionnellement proche de la Terre par (99942) Apophis, dont la trajectoire passera à l'intérieur de l'orbite géosynchrone. Cet événement offrira une opportunité unique d'étudier les effets de marée sur sa structure interne, notamment grâce à la mission orbitale RAMSES (ESA-JAXA).

Objectifs de la thèse
Le/la doctorant(e) aura pour mission de :
1 Organiser et coordonner des campagnes internationales d'occultations stellaires, en collaboration avec les Points de Contact (POC) nationaux sur plusieurs continents, et en mobilisant les réseaux d'observateurs amateurs et professionnels.
2 Développer et optimiser les outils d'analyse des données d'occultation, incluant la modélisation des courbes de lumière multi-cordes et une modélisation fine de la diffraction de Fresnel pour reconstruire la forme et la topographie des objets, ainsi que l'interprétation physique des résultats.
3 Mener des études statistiques sur les propriétés des petits corps (distribution des tailles, formes, albédos dynamiques) à partir des résultats d'occultation accumulés à l'échelle mondiale.

Environnement de travail
Le/la doctorant(e) bénéficiera de l'expertise historique du LIRA (Observatoire de Paris) dans ce domaine, héritière de programmes emblématiques comme l'ERC LuckyStar et le programme ACROSS. Il/elle sera amené(e) à interagir avec des acteurs majeurs de la défense planétaire (ESA, CNES, NASA, JAXA) et à participer à des campagnes observationnelles de premier plan, dont celles de 2028 et 2029 pour Apophis. Il/elle contribuera à la standardisation des méthodes de collecte et d'archivage des données et résultats, en s'appuyant sur des environnements dédiés (portail d'occultations) et les standards éprouvés (bases de données FAIR, Observatoire Virtuel, intégration dans VESPA/Europlanet).

Perspectives
Cette thèse s'inscrit dans un contexte stratégique pour l'astronomie et la protection de la Terre, avec des retombées directes pour les missions spatiales futures et les programmes de surveillance des NEAs. Les résultats contribueront à affiner les modèles de mécanique céleste et à préparer les réponses aux risques d'impact, tout en ouvrant des pistes pour l'étude des petits corps primitifs du Système Solaire.
Augmentation des opportunités d'occultation suite au catalogue Gaia et aux observations automatiques (Vera Rubin, etc) ;
Préparation à la rencontre proche d'Apophis en 2029 et mission spatiale RAMSES associée. Caractérisation physique des NEA, contribution à la mission RAMSES (ESA/JAXA) Occultations stellaires,
photométrie d'ouverture,
Traitement de données