Dans la recherche d’exoplanètes comme la Terre dans la zone habitable de leur étoile, la vélocimétrie radiale s’est avérée un outil important. Les candidats les plus intéressants pour faire ce genre de mesures sont les naines rouges, car la zone habitable se trouve proche de l’étoile et possède donc une courte période, et de par leurs faibles masses, l’orbite d’une planète comme la Terre induirait un signal de l’ordre de 1 ms^−1. L’effet Doppler résultant de ce mouvement est mesurable par des spectrographes optimisés pour la vélocimétrie de haute précision. Par contre, comme les naines rouges émettent principalement dans l’infrarouge et que l’atmosphère terrestre présente de fortes raies d’absorption dans ces longueurs d’onde, il est alors important de soustraire ces raies pour minimiser le biais de vitesse radiale de l’étoile induit par l’atmosphère. Le but de ce travail de maîtrise fut de développer un algorithme permettant de faire des mesures de vélocimétrie de haute précision dans le domaine infrarouge, de procéder à la quantification de l’impact des raies d’absorption telluriques et de déterminer une cible pour le niveau requis de retrait de ces raies. Une méthode de traitement de données basée sur l’analyse d’un spectre segmenté adéquatement pondéré fut aussi développée pour extraire optimalement la vitesse radiale en présence de raies telluriques résiduelles. On note l’existence d’une corrélation entre l’époque des mesures et l’incertitude de vitesse radiale associée avec les raies telluriques résiduelles ce qui souligne toute l’importance du choix de la fenêtre d’observation pour atteindre une précision de 1 ms^−1. De cette analyse, on conclut qu’un masque de 80% de transmission couplé avec un retrait laissant au maximum 10% des raies telluriques est requis pour atteindre des performances mieux que le ms^−1. / In the search for an exoplanet like Earth in the habitable zone of its star, radial velocimetry
has proved itself an important tool. The most promising candidates for this type of measurements
are red dwarfs. Since their habitable zone is very close to the star with relatively
small orbital periods (a few weeks), and because of their small masses, the presence of an
Earth-like planet in their habitable zone would produce a signal of ∼ 1 ms−1. Such a small
Doppler effect resulting from this reflex motion is within the capabilities of precision radial
velocity instruments. But, since red dwarfs emit mostly in the infrared and Earth’s atmosphere
has strong absorption lines in that domain, the removal of telluric absorption lines
is crucial to minimize the velocity bias induced by the atmosphere. The goal of this work
was the development of an algorithm capable of performing high precision radial velocimetry
measurements, to quantify the impact of telluric lines on the measurements and to determine
the level of telluric line masking and attenuation needed to minimize their impact on
velocity measurements. A data processing method based on the analysis of an adequately
weighted segmented spectrum was also developed to optimally extract radial velocities in the
presence of residual telluric lines. We note the existence of a correlation between the time
of the measurements and the radial velocity uncertainty associated with the residual telluric
lines, which underlines the importance of the choice of the observation window to achieve
an accuracy of 1 meter per second. From this analysis, it is concluded that a mask of 80%
transmission coupled with an attenuation leaving a maximum of 10% of the telluric lines is
required to achieve performance better than 1 meter per second.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:umontreal.ca/oai:papyrus.bib.umontreal.ca:1866/26093 |
| Date | 05 1900 |
| Creators | Beauvais, Simon-Gabriel |
| Contributors | Doyon, René |
| Source Sets | Université de Montréal |
| Language | fra |
| Detected Language | French |
| Type | thesis, thèse |
| Format | application/pdf |
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