Observations complémentaires avec SOPHIE

F. 6.3 – Mesures de VR FLAMES/GIRAFFE et SOPHIE du candidat ID 102636650. Avec seulement 5 mesures de VR, il nous est impossible de déterminer avec précision les paramètres orbitaux de ces 14 candidats. Des observations complémentaires ont donc été menées grâce au spectrographe SOPHIE sur la plupart des candidats identifiés. Deux séries d’observation ont été effectuées, la première de quelques mesures seulement au cours de la validation scientifique de l’instrument (VSS), et la seconde durant une de mes missions avec SOPHIE, dans le cadre d’observation pour le programme CoRoT. Chaque mesure est ici détaillée, ainsi qu’une conclusion sur la nature du candidat que l’on peut en tirer. La table 6.1 présente les mesures de VR réalisées pour chacun des candidats. Afin de comparer les deux jeux de données (FLAMES/GIRAFFE et SOPHIE), j’ai utilisé les deux jeux de données du candidat ID 102747456 pour lequel le nombre de mesures est le plus grand. La différence de point zéro est estimée à 350 m s−1_{. Conscient} que cette différence dépende de l’étoile observée et qu’il est impossible de l’estimer pour chaque candidat, je l’ai appliqué pour l’ensemble des candidats.

Parmi les 14 candidats identifiés grâce aux mesures FLAMES/GIRAFFE, 13 ont été observés et 9 s’avèrent être des étoiles binaires de type SB1. En effet, pour la plupart de celles-ci, la dérive en VR identifiée grâce aux mesures FLAMES/GIRAFFE est compatible avec les mesures SOPHIE. Lorsque l’on combine les deux jeux de données, ces étoiles présentent alors une variation de VR supérieure à 5 km s−1_{. Pour exemple, le candidat ID 102636650 présente une variation de VR de} -11,75 km s−1_{entre la mesure SOPHIE et le V}

0estimée à partir des mesures FLAMES/GIRAFFE. La Fig. 6.3 illustre cet exemple, elle représente l’ensemble des mesures réalisées sur cette étoile. Deux des étoiles binaires présentent une variation de VR qui n’est pas compatible avec une dérive lente. Il semblerait que celles-ci soient des SB1 à courte période, comme le montre la Fig. 6.4 (à gauche). Avec 7 points de mesure pour ID 102689702, il est d’ailleurs possible d’estimer les paramètres orbitaux de celle-ci. Par ajustement orbital, nous pouvons soupçonner que la période orbitale de cette SB1 est d’environ 30 jours sur une orbite quasi-circulaire, et avec une amplitude de 25,8±3, 8 km s−1_{. La Fig. 6.4 (à droite) présente le meilleur ajustement orbital obtenu, avec} des résidus de l’ordre de 420 m s−1_{. Certes, le nombre de mesures reste faible, ne couvrant pas}

Observations complémentaires avec SOPHIE 167 T. 6.1 – Liste des mesures de VR réalisées pour chacun des candidats identifiés avec FLAMES/GIRAFFE. ID de l’étoile BJD VR ∆VR ∆V0 Remarques (km s−1_{) (km s}−1_{) (km s}−1₎ ID 102636650 2454164.3852 -1.330±0.047 - -11,75 SB1 ID 102638570 2454022.7096 38.596±0.005 2454024.6432 38.84±0.01 0.24 -27.44 SB1 ID 102638956 2454164.3490 49.072±0.020 2454165.3392 49.074±0.022 0.002 18.487 Candidat ID 102660283 2454162.2940 61.646±0.024 2454165.4136 59.606±0.029 2.040 SB1 ID 102664207 2454025.6677 23.37±0.13 - 10.599 SB1 ID 102666192 2454163.3528 35.74±0.04 - 5.546 SB1 ID 102689702 2454162.3269 7.813±0.027 2454165.4272 -7.222±0.074 15.035 -12.419 SB1 ID 102706026 2454165.3937 18.2±0.2 2454168.4219 18.75±0.11 0.55 4.784 SB1 ID 102706986 2454164.4230 22.03±0.07 2454165.3656 20.70±0.05 2454168.3649 20.67±0.07 1.331 -0,159 Candidat ID 102709466 2454168.3919 34.931±0.062 - 19.829 SB1 ID 102719528 2454163.4367 88.506±0.029 - 5.804 SB1 ID 102726906 2454162.3668 69.026±0.025 - -20.014 SB1 ID 102736800 Pas d’observation - - - ID 102747456 2454022.6660 30.268±0.011

2454023.6245 29.395±0.020 (affectée par la Lune)

2454024.6630 30.566±0.012 2454025.6861 30.552±0.013 2454026.7213 30.374±0.012 2454162.2740 30.519±0.014 2454163.3817 30.457±0.012 2454164.3161 30.446±0.011 2454165.3167 30.391±0.015 2454168.3158 30.524±0.016 1.171 0.345 Candidat

l’ensemble des phases orbitales. Afin d’affiner la détermination des paramètres orbitaux, il est alors nécessaire de réaliser de nouvelles mesures.

Les trois candidats restants sont intéressants et méritent que l’on s’y attarde un peu plus. Pour chacun d’entre eux, je détaille ici l’analyse menée et les conclusions que nous pouvons en tirer. Ces résultats sont relativement récents, que j’ai obtenu en utilisant la dernière version du procédé de correction de Lune des données SOPHIE.

Candidat ID102638956 :

F. 6.4 – Mesures de VR FLAMES/GIRAFFE et SOPHIE du candidat ID 102689702 (à gauche), identifié comme étoile binaire, accompagnées du meilleur ajustement obtenu (à droite), les me- sures étant remises en phase.

F. 6.5 – Mesures de VR du candidat ID 102638956 réalisées grâce à FLAMES/GIRAFFE et SOPHIE(à gauche). La figure de droite présente le meilleur ajustement orbital des mesures de VR. Les mesures FLAMES/GIRAFFE sont représentées en noir, tandis que les mesures SOPHIE sont en bleu.

serve pour cette étoile aucune variation entre ces deux mesures à l’échelle des barres d’erreur. Les mesures FLAMES/GIRAFFE indiquent une variation de VR statistiquement aussi bien linéaire que sinusoïdale. En tout cas, la très faible variation de VR observée avec SOPHIE sur une base de temps d’un jour suggère que ce candidat n’est pas un Jupiter-chaud. Afin de confirmer la solu- tion suggérée par les mesures FLAMES/GIRAFFE, avec une période orbitale de 9,4 jours et une amplitude K = 90 m s−1_{, il faudrait observer une variation de VR de 40 m s}−1_{par jour, dans la} pente montante ou descendante du signal de l’orbite. Cela pourrait être le cas au vu des erreurs sur chacun des points de mesure. La variation du bissecteur des CCF des 2 mesures SOPHIE ne

Observations complémentaires avec SOPHIE 169 présente pas de corrélation avec les VR, mais leur variation de 43 m s−1 _{est supérieure à celle} des VR. Le meilleur ajustement des mesures FLAMES/GIRAFFE et SOPHIE nous indique une période orbitale autour de 6,6 jours et une amplitude de 480 ±55 m s−1_{, évoluant sur une orbite} circulaire. Les résidus obtenus sont de l’ordre de 80 m s−1_{. Nous obtenons ainsi une solution assez} différente de celle des seules mesures FLAMES/GIRAFFE. La période est raccourcie de 3 jours et l’amplitude est multipliée par 5. Une telle solution suggère que l’objet, s’il existe, a une masse de 4,5 MJup, si l’on considère que la masse de l’étoile est de 1 M. Une analyse spectroscopique à l’aide du programme MATISSE, développé par P. De Laverny et A. Recio-Blanco de l’observa- toire de la Côte-d’Azur à Nice, montre en effet que l’étoile est de type G2V, semblable au Soleil. La Fig. 6.5 présente cet ajustement superposé aux mesures de VR et remis en phase. Ce candidat est une planète potentielle, du type Jupiter-chauds massif et nécessite quelques mesures de VR supplémentaires 0,2, 0,4 et 0,5.

Candidat ID102706986 :

Trois mesures ont été réalisées sur cette étoile et on détecte une variation de -1,33 km s−1_sur 3,9 jours. En recalant les données FLAMES/GIRAFFE aux données SOPHIE, le meilleur ajuste- ment nous donne un signal assez intéressant, avec une période de 10,6 jours et une amplitude K = 805±152 m s−1_{, et des résidus de l’ordre de 240 m s}−1_{(voir Fig. 6.6). De tels résidus sont dus} à l’important écart des 2 points de mesure à l’ajustement, autour de la phase orbitale 0,25. Ceci ne s’explique pas le comportement de leur bissecteur, et pourrait être dû à l’existence d’un transit spectroscopique, signifiant qu’un compagnon transite l’étoile. La CdL réalisée avec CoRoT n’est malheureusement pas encore disponible (voir, Sect. 6.1.5), cependant celle-ci apportera la réponse à cette hypothèse. La solution orbitale ajustée est semblable à celle identifiée avec les données FLAMES/GIRAFFE seules. Le bissecteur des CCF SOPHIE ne semble pas indiquer de corrélation avec les VR, et leur amplitude de variation est faible. De plus, une analyse des mesures de VR obtenues par corrélation avec différents masques numériques indiquent une stabilité des résultats, suggérant que la variation de VR n’est pas due à un "Blend". Dans le cas où la présence de ce compagnon se confirmerait, celui-ci serait d’une masse minimale estimée à 8,7 MJupautour d’une étoile de type F8V, suggérée par l’analyse spectroscopique de MATISSE. Ce candidat est tout à fait intéressant puisqu’il se place dans le domaine des Jupiter-chauds très massifs, qui compte en- core relativement peu de membres.

Candidat ID102747456 :

Une série de 10 mesures a été réalisée sur cette étoile. L’une d’entre elles est affectée par la Lune, malheureusement le mode utilisé, à ce moment là, ne permet aucune correction, je l’ai donc écartée. Les premières mesures indiquant une variation très intéressante, suggérant la pré- sence d’un Jupiter-chaud, les observations se sont poursuivies. Les mesures indiquent, en effet, une variation de ∼ 280 m s−1_{. Une des mesures présente un S/B très faible et a donc également été} écartée. En ne considérant que les mesures SOPHIE, la variation de VR indique un signal d’une période autour de 6 jours et une amplitude K de 163 m s−1_{. J’ai donc appliqué cette solution aux} mesures FLAMES/GIRAFFE seules, permettant de déterminer le V0d’une telle solution avec les mesures FLAMES/GIRAFFE. En comparant les deux V0, cela m’a permis de déterminer un off- set de -345 m s−1_{, entre les données FLAMES/GIRAFFE et SOPHIE. Après application de cette} différence de VR, le meilleur ajustement de l’ensemble des données donne une amplitude K de 121 m s−1_{pour une période de ∼5,3 jours, et des résidus de 43 m s}−1_{(voir Fig. 6.7). Les résidus} représentent un tiers de la semi-amplitude du signal. Des mesures supplémentaires me semblent donc nécessaires afin de confirmer la présence d’un compagnon. Néanmoins, une analyse des VR obtenues par corrélation avec différents masques numériques indique qu’il n’y a pas d’effet dû au

F. 6.6 – Mesures de VR du candidat ID 102706986 réalisées grâce à FLAMES/GIRAFFE et SOPHIE(à gauche). La figure de droite présente le bissecteur des CCF des mesures SOPHIE en fonction des mesures de VR. Les mesures FLAMES/GIRAFFE sont représentées en noir, tandis que les mesures SOPHIE sont en bleu.

F. 6.7 – Mesures de VR du candidat ID 102747456 réalisées grâce à FLAMES/GIRAFFE et SOPHIE(à gauche). La figure de droite présente le bissecteur des CCF des mesures SOPHIE en fonction des mesures de VR. Les mesures FLAMES/GIRAFFE sont représentées en noir, tandis que les mesures SOPHIE sont en bleu.

masque de corrélation, écartant un scénario de "Blend". S’il s’avère qu’un compagnon est bien en orbite autour de cette étoile, j’ai estimé qu’il aurait une masse de 1,7 MJup. L’analyse spectrosco- pique, réalisée grâce à MATISSE, montre que l’étoile est de type spectral K3III.

Observations photométriques avec CoRoT 171 T. 6.2 – Période orbitale des étoiles binaires à éclipses déterminée grâce aux mesures de VR FLAMES/GIRAFFE, ainsi qu’à la CdL de CoRoT.

CoRoT Période estimée Période déterminée

ID avec FLAMES/GIRAFFE par photométrie CoRoT

(jours) (jours) 102648472 P non résolue 1.86 102648907 P non résolue 18.0 102683896 P > 50 32.0 102708916 ∼ 5 6.19 102715978 ∼ 4 3.0 102726103 ∼ 4 3.8 102738614 ∼ 7 7.78