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.

L’un des principaux objectifs du télescope spatial JWST est de caractériser, pour la première fois, les atmosphères des exoplanètes rocheuses et tempérées, une étape clé dans la recherche de mondes potentiellement habitables. Les exoplanètes rocheuses tempérées accessibles au JWST sont principalement celles en orbite autour d’étoiles de type M. Cependant, une question majeure demeure quant à la capacité des planètes orbitant autour de ces étoiles froides à conserver leur atmosphère. En 2024, un programme exceptionnel de 500 heures de temps discrétionnaire du directeur (Director’s Discretionary Time, DDT), intitulé Rocky Worlds, a été consacré à cette thématique, soulignant son importance stratégique au plus haut niveau (NASA, STScI).
L’objectif principal de ce projet de doctorat est : 1) Analyser l’ensemble des données d’éclipses JWST/MIRI disponibles pour les exoplanètes rocheuses issues du programme Rocky Worlds et d’autres programmes publics, en utilisant un cadre d’analyse cohérent et homogène ; 2) Rechercher des tendances à l’échelle des populations dans les observations et de les interpréter à l’aide de simulations atmosphériques tridimensionnelles.
À travers ce travail, nous visons à identifier les processus physiques qui régissent la présence et la composition des atmosphères des exoplanètes rocheuses tempérées.

Le télescope spatial James Webb révolutionne notre compréhension de l’univers lointain. Un résultat s’impose qui questionne nos modèles : la très grande efficacité de formation d’étoiles des galaxies lointaines. Mais ce constat est dérivé de manière indirecte : on mesure la masse d’étoiles dans les galaxies, pas leur taux de formation d’étoiles. C’est la principale faiblesse du James Webb. Le but de cette thèse est de remédier à cette faiblesse du James Webb en utilisant sa capacité de résolution angulaire, qui n’a jusqu’ici pas été prise en compte afin d’obtenir une mesure plus robuste du SFR des galaxies distantes. On en déduira une loi qui permettra d’améliorer la robustesse de la détermination du SFR grâce aux propriétés morphologiques et en combinant les données du James Webb avec celles d’ALMA (z=1-3). Puis on l’appliquera à l’univers lointain (z=3-6, 2e partie) et on l’utilisera comme benchmark pour les simulations numériques (3e partie).

Les sursauts gamma cosmiques (Gamma-Ray Bursts, GRBs) sont les explosions les plus puissantes de l'Univers. Ils durent quelques dizaines de secondes et émettent autant d'énergie que le Soleil pendant toute sa durée de vie. Leur émission en rayons gamma est suivie d'une émission de longue durée (de quelques heures à plusieurs jours) allant des rayons X à la bande radio. Cette émission « rémanente » est riche en informations sur l'environnement proche du GRB et sur la galaxie hôte. SVOM (Space based astronomical Variable Object Monitor) est une mission sino-française dédiée à l'étude des GRB, qui a été lancée avec succès en juin 2024. Elle embarque une charge utile multi-longueurs d'onde couvrant les rayons gamma/rayons X/optiques et comprend deux télescopes robotiques terrestres dédiés au Mexique et en Chine.
Le projet de doctorat est axé sur l'exploitation des données SVOM pour les GRB. Le candidat retenu rejoindra l'équipe scientifique MXT au DAp. MXT est un nouveau type de télescope à rayons X, dont le DAp est responsable et dont le centre d'instrumentation est également hébergé au DAp.
Le doctorant participera activement à l'analyse spectrale et temporelle des données MXT. Ces données seront comparées
aux autres données acquises par la collaboration SVOM, en particulier dans les domaines optique et infrarouge.
Cet ensemble de données sera utilisé comme support à l'interprétation physique des sursauts gamma. Plus précisément, les aspects liés à la modélisation de l'injection d'énergie dans les premières phases de la rémanence seront utilisés pour déterminer la nature de l'objet compact à l'origine du flux relativiste, générant l'émission électromagnétique observée.