Thème 1 : Systèmes extrasolaires
Coordinateur : I.Boisse
Ce thème est destiné à mieux caractériser les systèmes planétaires extrasolaires dans toute leur diversité et à comprendre leur évolution et leur lien avec le système solaire. Ses champs prioritaires sont :
Ses champs prioritaires sont :
– La détection de planètes extrasolaires : Les techniques de recherche d’exoplanètes sont variées (vélocimétrie, transits, détection directe, astrométrie, microlentilles). Les systèmes découverts aujourd’hui sont également très divers, et l’exploration de cette diversité est un thème majeur. Cela concerne en particulier la recherche d’exoplanètes autour d’étoiles de différents types, dans des systèmes multiples, ou encore la recherche de planètes telluriques, éventuellement situées dans la zone habitable de leur étoile.
– La caractérisation des planètes extrasolaires : Les exoplanètes identifiées par transit ou détectées directement peuvent être étudiées physiquement. Ce domaine d’étude est en progression rapide aujourd’hui. On peut ainsi contraindre par spectroscopie la composition chimique de leur atmosphère, leur structure interne ou encore leur champ magnétique.
– L’étude de l’habitabilité : Déterminer les planètes potentiellement habitables est un enjeu primaire en vue d’efforts futurs de détection de bio-signatures. Ces recherches peuvent être abordées à la fois d’un point de vue de modélisation que d’observation.
– L’étude des systèmes planétaires jeunes : La formation des systèmes planétaires est un sujet majeur du PNP. Aujourd’hui il est essentiel d’étudier et de caractériser les jeunes systèmes extrasolaires. Cela concerne les disques circumstellaires en général, et en particulier les disques de transition et les disques de débris qui présentent tous des structures non-axisymétriques semblant indiquer un confinement dynamique par des planètes.
– La modélisation théorique : La diversité des systèmes découverts aujourd’hui nécessite un effort de modélisation accru pour en comprendre l’origine. Il faut modéliser la formation des planètes elles-mêmes, mais aussi l’évolution dynamique ultérieure en fonction de l’environnement. Ces études doivent aussi replacer dans ce contexte le système solaire et ce que nous savons (ou croyons savoir) de sa formation.
Thème 2 : Origine du système solaire
Coordinateurs : O. Groussin et L. Rémusat
Ce thème est destiné à mieux comprendre comment, à partir d’une nébuleuse primitive, les planétésimaux ont pu se former et évoluer vers des corps planétaires, en aboutissant au système solaire tel que nous le connaissons, avec ses planètes et ses populations de petits corps.
Ce thème s’intéresse spécifiquement :
– à la composition de nébuleuse protosolaire (incluant les héritages nucléosynthétiques), aux processus précoces (irradiation, condensation, accrétion), ainsi qu’à la caractérisation chronologique de ces processus telle qu’elle peut être abordée par l’étude des chronomètres radioactifs.
– à l’inventaire et la caractérisation des petits corps du Système Solaire, particulièrement ceux pas encore bien connus dans le système solaire lointain (les Troyens de Jupiter et Neptune, les objets de Kuiper). En effet, l’observation et la caractérisation physique, chimique et si possible minéralogique des petits corps peuvent apporter des informations uniques et indispensables à notre connaissance du système solaire et de sa formation.
– à la modélisation numérique de la formation des planètes et de leurs précurseurs (planétésimaux, embryons planétaires), de leur dynamique lors de la formation et des conséquences de celles-ci sur la structure orbitale des populations des petits corps. Un rapprochement avec la communauté cosmochimique est fortement encouragé afin de pouvoir utiliser les traceurs cosmochimiques (par exemple, rapports isotopiques) et les contraintes chronologiques comme paramètres de calage et validation des modèles.
La comparaison des propriétés spécifiques du système solaire avec l’ensemble des propriétés statistiques des systèmes extrasolaires dans l’effort de comprendre la diversité des systèmes planétaires et leur origine est un axe de synergie entre les thèmes 1 et 2 du PNP.
Thème 3 : Evolution Planétaire : structure, composition, dynamique et environnements primitifs
Coordinateurs : D. Cébron et C. Sanloup
Ce thème concerne l’étude de la structure, la composition et de la dynamique interne des planètes telluriques et de la Terre en particulier, ainsi que les planètes/lunes de glace, depuis leur formation jusqu’à nos jours. Il vise aussi à mieux comprendre l’environnement dans lequel l’activité biologique se développe sur la Terre, il y a plus de 3,5 milliards d’années.
Les grandes thématiques sont les suivantes :
– Paléomagnétisme, géomagnétisme et dynamos (acquisitions de données, expériences et modélisations).
– Pétrologie et géochimie des roches profondes.
– Sismologie et gravimétrie de la Terre profonde et des planètes (acquisition de données, expériences et modélisations)
– Expérimentations en conditions extrêmes, appliquées à la Terre et aux planètes/lunes (telluriques ou de glace) depuis leurs origines jusqu’à l’actuel.dynamiques rapides affectant les noyaux planétaires.
– Dynamique des enveloppes solides de la Terre (manteau, graine) et des planètes/lunes (telluriques et de glace), depuis les questions de rhéologie jusqu’à la modélisation de l’histoire convective de ces enveloppes, en passant par les expérimentations.
– Les paramètres externes qui ont influencé l’environnement sur la Terre primitive : accrétion tardive, la protection des surfaces planétaires par les atmosphères et les magnétosphères.
– Les conditions environnementales qui prévalaient sur la Terre Primitive (Hadéen et Archéen).face des planètes.
– La formation et l’évolution précoce de l’atmosphère et des océans.
Thème 4 : Surfaces et enveloppes planétaires
Coordinatrice : V. Vuitton
Ce thème a pour objet la compréhension de la structure de la surface, l’atmosphère et la magnétosphère des corps planétaires ainsi que de leur évolution depuis l’époque de formation.
Ses champs prioritaires sont :
– Les couplages entre dynamique – chimie – magnétosphère – rayonnement ainsi que les problèmes d’échappement atmosphérique. Ces thématiques sont centrales pour la compréhension des atmosphères de Titan, des planètes géantes et des planètes telluriques.
– L’interaction des plasmas solaire et magnétosphérique avec les hautes atmosphères, les ionosphères ou les régolites.
– La géomorphologie de Mars et ses relations avec, d’une part la tectonique et d’autre part l’existence d’eau. Les approches observationnelles (grâce à l’apport des prochaines données satellitaires de Mars), et expérimentales (par modélisation numérique ou analogique) sont particulièrement souhaitées.
– La géomorphologie de Venus et de Titan.
Dans ce cadre, les projets visant à préparer et soutenir directement l’analyse et l’interprétation des données des missions spatiales en cours et à venir sont considérés prioritaires. Ces projets peuvent inclure notamment les analyses de laboratoire, les observations au sol coordonnées avec les observations spatiales, et l’analyse de données déjà existantes disponibles pour la communauté internationale.