À la recherche des exo-aurores // Chasing exo-aurorae

Les aurores sont des phénomènes optiques bien connus dans les planètes du système solaire. Elles ont une grande valeur diagnostique, car leurs émissions révèlent la composition atmosphérique des planètes, la présence de champs magnétiques et les conditions du vent solaire à l'orbite de la planète. La recherche d'aurores sur les exoplanètes et les naines brunes constitue la prochaine étape. Une première avancée dans cette direction a récemment eu lieu, avec la détection d'une émission de CH4 attribuée à l'excitation aurorale sur la naine brune W1935. Cette détection, ainsi que la perspective d'observer d'autres caractéristiques aurorales avec les télescopes existants et à venir, sont à l'origine de ce projet. Nous construirons notamment le premier modèle dédié à l'étude des émissions aurorales de CH4 et H3+ sur les exoplanètes et les naines brunes. Ce modèle sera utilisé pour étudier les conditions sur W1935 et pour prédire la détectabilité des aurores sur d'autres objets substellaires.


------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Aurorae are well known optical phenomena in the Solar System planets. Aurorae have great diagnostic value, as their emissions reveal the planets’ atmospheric compositions, the occurrence of magnetic fields and the solar wind conditions at the planet’s orbit. Looking for aurorae on exoplanets and brown dwarfs is the next frontier. A first breakthrough in this direction has occurred recently, with the detection of a CH4 emission attributed to auroral excitation on the brown dwarf W1935. This detection, and the prospects of observing other auroral features with existent and upcoming telescopes, is what motivates this project. In particular, we will build the first model dedicated to investigate CH4 and H3+ auroral emission on exoplanets and brown dwarfs. The model will be used to investigate the conditions at W1935, and to predict the detectability of aurorae on other sub-stellar objects.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Pôle fr : Direction de la Recherche Fondamentale
Département : Institut de recherche sur les lois fondamentales de l’univers
Service : Direction d’Astrophysique
Laboratoire : Laboratoire de dynamique des étoiles des (Exo) planètes et de leur environnement
Date de début souhaitée : 01-10-2026
Ecole doctorale : Science de la Terre et de l’Environnement et Physique de l’Univers Paris (STEPUP)
Directeur de thèse : Garcia Muñoz Antonio
Organisme : CEA
Laboratoire : DRF/IRFU
URL : https://antoniogarciamunoz.wordpress.com/
URL : DAp/LDE3

Public/private mixed funding

Pôle fr : Direction de la Recherche Fondamentale
Département : Institut de recherche sur les lois fondamentales de l’univers
Service : Direction d’Astrophysique