Sarah Anderson soutient sa thèse le 25 octobre

Titre : L’origine des comètes riches en N2 : nouvelles contraintes fournis par la comète C/2016 R2 (PanSTARRS). Mots clés : comète, C/2016 R2 (PanSTARRS), spectroscopie, mécanique céleste, disques protoplanétairesTitle: The Origin of N2-rich comets: new constraints from comet C/2016 R2 (PanSTARRS) Keywords: Comet, C/2016 R2 (PanSTARRS), Spectroscopy, Celestial Mechanics, Protoplanetary Disks Composition du Jury :

• Mme. Aurélie Guilbert-Lepoutre, Chargée de Recherche CNRS, Université Claude Bernard Lyon 1, Rapporteuse
• M. Marc Fouchard, Maître de Conférences, Université de Lille, Rapporteur
• M. Emmanuel Jehin, Maître de Recherche FNRS, Université de Liège, Examinateur
• M. Vincent Boudon, Directeur de Recherche CNRS, Université Bourgogne Franche-Comté, Dijon, Examinateur
• M. Benoît Noyelles, Maître de conférences, Université Bourgogne Franche-Comté, Besançon, Codirecteur de thèse
• M. Philippe Rousselot, Professeur, Université Bourgogne Franche-Comté, Besançon, Codirecteur de thèse

 Résumé en Français: Les comètes sont parmi les reliques les plus inchangés de la formation du Système Solaire, s’étant agglomérées à partir de différents grains de glace et particules de poussière restants du processus de formation planétaire et ayant subi peu d’altérations depuis. À mesure que les comètes s’approchent du Soleil, la sublimation de leurs glaces crée un grand nuage gazeux qui, avec l’interaction avec le rayonnement solaire, conduit à diverses émissions spectroscopiques. Cela nous permet d’étudier la composition des glaces cométaires et de déterminer les conditions physico-chimiques de leur formation, fournissant ainsi un aperçu supplémentaire de la nature du Système Solaire primitif au moment et à l’endroit où ces comètes se sont formées. Les observations de la comète C/2016 R2 (PanSTARRS) ont révélé des bandes d’émission exceptionnellement brillantes de N2+, les plus fortes jamais observées dans un spectre de comète, ainsi qu’un fort appauvrissement en H2O. Lors de cette thèse, j’ai quantifié le taux de production de N2 à partir des raies d’émission N2+ en utilisant le modèle de Haser et un nouveau modèle de fluorescence N2+ que nous avons créé pour une utilisation sur les futures comètes. J’ai calculé des longueurs d’échelle effectives de la molécule-mère (N2) et de son produit d’ionisation (N2+) de l_m ~ 2,8 × 10^6 km et l_f ~ 3, 8× 10^6 km respectivement (pour 1 ua). Il s’agit de la première mesure directe de tels paramètres. On déduit que le taux de production d’azote moléculaire résultant est Q(N2) ~ 1 × 10^28 molécules/s , le plus élevé de toutes les comètes connues. Avec un taux de production de Q(CO) ~ 1,1 × 10^29 molécules/s, an trouve alors un Q(N2)/Q(CO) ~0,09, ce qui est cohérent avec le rapport N2+/CO+ déduit des intensités observées des raies d’émission N2+ et CO+. J’ai étudié l’origine dynamique de C/2016 R2, constatant que les modèles dynamiques sont incapables de retracer avec certitude la trajectoire des comètes riches en N2+ en raison de leurs interactions avec les planètes géantes. À l’aide d’une simulation numérique de la formation du Système Solaire, j’ai suivi les cometesimaux dans le scénario Jumping Neptune et j’ai découvert que la majorité des objets formés entre 8 et 12 ua étaient éjectés au début de la chronologie de la formation du système solaire. S’agissant de la zone de formation susceptible de produire des comètes de même composition que C/2016 R2, ce processus pourrait expliquer l’absence de comètes similaires observées dans le Système Solaire.