Détection d'exoplanètes par effet de microlentille gravitationnelle : des observations à la caractérisation.
Résumé
The search of exoplanets using gravitational microlensing started in 1995. First results come quickly and the first exoplanet has been detected on 2003 by the OGLE and the MOA collaborations. Nowadays, more than twenty exoplanets are published and the number of detections should rise a lot in the coming years with the launch of KMTNet survey and EUCLID and WFIRST space-based observatories. When a "close" star, the lens, cross the line of sight between the Earth and a more distant star, the source, the luminosity of this source is magnified. By chance, if a planet orbits this lens star, it produces a second magnification of lower amplitude. The lightcurve of the event then shows a typical signature : a planetary deviation. In this manuscript, we present the theoritical and observational tools needed to detect planets with gravitational microlensing. We present two studies on two special events : MOA-2009-BLG-411L, a lens formed by a brown dwarf around an M-dwarf, and MOA-2010-BLG-477Lb, a super-Jupiter orbiting an M star. We finally present a study on planets already published in order to standardize theses results. Two major problems make this research difficult. First, the occurence of a microlensing event for a single star is very low (one in a million). We then need to observe very dense fields, such as the Galactic Bulge. Each night, OGLE and MOA surveys analyze the Galactic Bulge to detect events. The second problem is the planetary deviation is very short, one hour to few days for most massive planets. This is why we have to continously observe events and use telescopes all around the Southern Hemisphere. The rapid increase of detection during the last years forces the follow-up telescopes to choose which targets they need to observe. We so decided to develop a new software to make automatically this choice. At the end of this manuscript, we present a statistical study of microlensing parameters from four observational seasons. We expect these results will help to constrain theoritical model of the Milky Way in the future.
L'utilisation des microlentilles gravitationnelles dans la recherche d'exoplanètes a débuté en 1995. Les premiers résultats furent rapides, puisque la première exoplanète fut détectée en 2003 par les collaborations MOA et OGLE. Aujourd'hui, plus de vingt exoplanètes ont été publiées et ce nombre va considérablement augmenter dans les prochaines années avec le lancement des télescopes de surveillance KMTNet et les observatoires spatiaux EUCLID et WFIRST. Lorsqu'une étoile "proche", la microlentille, croise la ligne de visée entre la Terre et une étoile plus distante, la source, le flux de cette dernière est alors amplifié. Si par chance, une planète orbite autour de cette lentille, elle va également produire une amplification de faible amplitude. La courbe de lumière de l'évènement présente alors une signature typique : la déviation planétaire. Dans ce manuscript, nous présentons tous les outils théoriques et observationnels nécessaires à la détection d'exoplanète par la méthode des microlentilles gravitationnelles. Nous présentons ensuite l'étude de deux cas spécifiques : MOA- 2010-BLG-411Lb, une binaire composée d'une naine brune autour d'une naine M, et MOA-2010-BLG-477Lb, un super-Jupiter orbitant une étoile M. Une uniformisation des résultats sur les planètes détectées par effet de mircolentille gravitationnelle est également présentée. Deux problèmes majeurs compliquent la détection de planètes par la méthode des microlentielles gravitationnelles. Premièrement, le phénomène de microlentille gravitationnelle est peu probable pour une étoile donnée (une chance sur un million). Il faut donc observer des champs très riche en étoiles, tel que le Bulbe Galactique. Chaque nuit, les collaborations OGLE et MOA observe le Bulbe Galactique afin de repérer les évènements de microlentilles. Le second problème est que les déviations planétaires sont très courtes, d'une durée d'une heure à quelques jours pour les planètes les plus massives. Il faut donc observer les évènements de microlentilles en continu. C'est pour cela qu'une batterie de télescopes est répartie sur tout l'Hémisphère Sud. Le nombre d'évènements détectés chaque saison a considérablement augmenté durant les dernières années, obligeant les télescopes de suivi à faire des choix quand aux cible à observer. Nous avons décidé de développer un nouveau logiciel automatique permettant de faire ce choix à notre place. Il a été testé sur quatre années d'observations et l'analyse statistique des résultats est présentée. Nous espérons utiliser ces nouveaux résultats pour mieux contraindre un modèle de notre Galaxie.
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