Soutenance de thèse : Antoine Schneeberger

soutenance de thèse de Antoine Schneeberger intitulée  “Composition de la matière primordiale dans les environnements protoplanétaires : Implications pour les origines des lunes galiléennes et des planètes géantes”. La soutenance aura lieu Jeudi 5 décembre à 14h dans amphithéâtre du LAM et se déroulera en anglais.

Composition du Jury

Frederic MOYNIER (Institut de Physique du Globe de Paris) — Président
Yasuhito SEKINE (Institute of Science of Tokyo) — Rapporteur
Nicolas ANDRE (Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie de Toulouse) — Rapporteur
Ravit HELLED (University of Zurich) — Examinatrice
Magali DELEUIL (LAM) — Examinatrice
Pierre VERNAZZA (LAM) — Examinateur
Jonathan LUNINE (Jet Propulsion Laboratory) —  Examinateur

Directeur de thèse : Olivier Mousis (LAM)

Résumé

Cette étude porte sur la formation des planètes géantes, sur l’évolution du système jovien, et fournit des contraintes pour les prochaines missions ESA/JUICE, NASA/Europa-Clipper et NASA/Uranus Orbiter and Probe. Ce travail est divisé en deux parties. Premièrement, nous examinons l’impact des espèces volatiles, considérant les condensats purs, les clathrates hydrates et la glace d’eau amorphe, dans la formation de Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune au sein du disque protoplanétaire (PPD). L’étude montre que les clathrates rapprochent les éléments volatils du soleil par rapport aux condensats purs, ce qui entraîne des pics d’enrichissement significatifs, tandis que la glace d’eau amorphe crée une zone d’enrichissement distincte. La comparaison de la composition du PPD modélisée avec les atmosphères des planètes géantes observées révèle les périodes et les régions de formation des planètes. Cependant, nous ne confirmons ni n’excluons la présence de clathrates ou de glace d’eau amorphe dans la PPD, soulignant ainsi l’importance de mesures supplémentaires des compositions atmosphériques des planètes géantes pour affiner ces modèles. La seconde partie de ce travail se concentre sur le disque circumplanétaire (CPD) de Jupiter, en particulier sa structure thermique et le rôle du chauffage par Jupiter, dont la température de surface a pu atteindre 2000 K, et des effets d’ombre dans la formation du disque. Elle montre que les régions ombragées forment des “cold traps”, ou pièges froids, pour les espèces volatiles dans les régions chaudes du disque cirumplanétaire. En outre, nous montrons que si le disque cirumplanétaire est chaud, il devient pauvre en volatils, alors que s’il est froid, il reste riche en volatils. Nous étudions également la possibilité d’un disque “sec”, où l’eau est fournie principalement par des minéraux hydratés, et nous appliquons ce concept au système exoplanétaire TRAPPIST-1, suggérant des parallèles entre la distribution de l’eau dans les planètes TRAPPIST-1 et les lunes galiléennes. Enfin, le développement d’un modèle chimique auto-cohérent pour le CPD est présenté, en se concentrant sur la composition chimique en phase gazeuse à l’équilibre thermochimique. Les premiers résultats indiquent une stratification verticale de la composition dans le disque, bien que les processus de non-équilibre dominent probablement dans les régions plus froides. Dans l’ensemble, ce travail jette les bases pour la construction de l’histoire de la formation de Jupiter et de ses lunes, en soulignant la nécessité de disposer de données d’observation supplémentaires et d’affiner les modèles afin de découvrir les origines du système jovien.