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Equipe Théorie et Observations en Planétologie (TOP)

Les recherches de l’équipe TOP portent sur plusieurs thèmes ayant un objectif commun : comprendre le processus de formation planétaire et d’évolution des systèmes planétaires.

Les recherches de l’équipe TOP (Théories et Observations en Planétologie) portent sur plusieurs thèmes ayant un objectif commun : comprendre le processus de formation et d’évolution des systèmes planétaires.

Sept grandes thèmes structurent les recherches de l’équipe autour de cette objectif commun: 1) les disques circumstellaires, 2) la formation planétaire, 3) la structure des planètes et des lunes, 4) les exoplanètes, 5) les propriétés physiques et dynamiques et l’origine des petits corps, 6) l’instrumentation et le traitement des données, 7) les risques d’impacts de petits corps.

Les recherches menées dans ces thèmes nécessitent une grande interdisciplinarité et une interaction forte entre les membres de l’équipe, notamment dans le cadre de réunions hebdomadaires très enrichissantes aux cours desquelles une présentation est effectuée sur l’un de ces thèmes, suivie d’une discussion assurant une bonne synergie. L’équipe se caractérise aussi par le diversité des approches qu’elle utilise pour mener à bien ses recherches. En effet, ces thèmes sont abordés par l’intermédiaire de modèles théoriques, de simulations numériques, par les observations depuis le sol, par le développement de nouveaux instruments d’observation et par l’implication au premier plan (comme Investigateur Principal ou Co-Investigateur) dans des projets spatiaux. Certaines activités ont aussi des retombées sociétales telles que celles consacrées au risque d’impact d’astéroïdes et à l’étude des compositions et processus de surface en général, qui intéressent fortement les projets et industries consacrés à l’exploitation des ressources spatiales.

Concernant les modélisations numériques, certaines de nos recherches ont pour but d’intégrer les effets d’un grand nombre de processus pour proposer un modèle global, par exemple d’une phase du Système Solaire. Dans ce cas, certains processus sont réellement simulés, d’autres sont pris en compte de façon paramétrée en faisant des hypothèses ou en se basant sur d’autres simulations. D’autres contraintes (telles que les échelles de temps, la composition des éléments considérés) sont fournies par les recherches en cosmochimie effectuées au sein de l’équipe et/ou en collaboration avec d’autres experts, et/ou par les publications dans ce domaine. D’autres recherches ont pour objectif de fournir des avancées significatives de notre compréhension d’un processus donné (avec une validation des modélisations par confrontation avec des expériences en laboratoire ou dans l'espace) ou de notre interprétation d’une observation donnée. La richesse de l’équipe vient en partie de ces deux objectifs, l’un cherchant à offrir une vision globale de l’histoire du Système Solaire, l’autre se limitant à une vision focalisée sur quelques processus spécifiques qui jouent un rôle clé dans cette histoire ou dans certaines propriétés observées et qui peuvent fournir des nouvelles contraintes au premier objectif.

Concernant les observations depuis le sol, l’équipe est fortement impliquée dans le développement d’instruments (notamment le projet MATISSE dont le PI est membre de l’équipe et SPHERE). De plus, certains membres de l’équipe sont impliqués dans l’acquisition et l’exploitation des données d’observations produites par les plus importants télescopes au sol (VLT, Keck, Gemini, TNG, IRTF, GTC). L’expérience ASTEP pour la détection de planètes extrasolaires en transit depuis le Dome-C en Antarctique se poursuit.

Concernant les missions, nous soulignons le rôle de PI de la mission Hera (ESA, lancement en 2024) et de coordination de la coopération DART/Hera (appelée AIDA) qui offrira le premier test entièrement documenté de déviation d’un astéroïde en 2022 et la première caractérisation d’un astéroïde binaire avec notamment la première mesure de structure interne en 2027. La responsabilité de la chaîne de traitement pour les objets du système solaire de la mission Gaia (ESA) et du volet observation des petits corps du système solaire de la mission Euclid (ESA) est aussi dans l’équipe. L’équipe a aussi le PI du rover CNES-DLR à bord de la mission MMX (JAXA, lancement en 2024) qui constituera le premier rover à rouler sur une lune de Mars (Phobos) en faible gravité et à faire des mesures in-situ de sa surface tandis que la mission récoltera un échantillon de Phobos pour le ramener sur Terre en 2029. Elle a aussi de fortes implications comme Co-I des missions de retour d’échantillons (OSIRIS-REx, NASA ; Hayabusa2, JAXA), de caractérisation des propriétés internes de Jupiter (Juno, NASA) et de Mars (Insight, NASA) et d’exploration de l’astéroïde Psyche (Psyche, NASA, lancement en 2022). Il faut aussi souligner que quelques échantillons de l’astéroïde Bennu qui seront ramenés sur Terre par OSIRIS-REx en 2023 seront analysés par notre équipe.

L’activité scientifique de l’équipe se concrétise aussi par ses réponses aux appels d’offres sur base compétitive de différentes institutions (ANR, Commission Européenne (H2020, ERC), CNES, ESA, …), qui ont abouti à l’obtention d’un nombre important de contrats, en particulier plusieurs ANR, une ERC Advanced Grant (Holly Earth) et la coordination d’un contrat H2020 (NEO-MAPP). Par ailleurs l’équipe est souvent sollicitée pour appartenir à des consortia internationaux qui soumettent des propositions dans divers programmes.

La richesse des activités de l’équipe, son cadre multidisciplinaire et son implication dans des projets internationaux à haut niveau de responsabilité conduisent à une grande production scientifique dans les revues de qualité.

Pour les travaux faisant appel à la modélisation numérique, l’équipe utilise massivement le Mésocentre de Calcul Intensif de l’OCA et les centres nationaux.

Membres permanents

Post-Doctorants

  • Agrusa, Harrison (avec P. Michel)
  • Leftley, James (avec B. Lopez)
  • Liberato, Luana (avec P. Tanga)
  • Markham Steve (avec T. Guillot)
  • Marschall Raphael (avec A. Morbidelli)
  • Sergeyev, Alexey (avec B. Carry)

Doctorants

  • Balossi, Roberto (dir. P. Tanga)
  • Dale Katherine (dir. A. Morbidelli)
  • Lam Amelie (dir H. Méheut)
  • Minker Kate (dir. B. Carry)
  • Segretain Paul (dir H. Méheut)
  • Uribe, Diego (co-dir. M. Delbo et P. Bouchard)
  • Zhou, Wenhan (dir. P. Michel)

Visiteurs

  • Leiva, Rodrigo (2021 ; 5 mois avec P. Tanga)
  • Liberato Mendez, Luana (2021 ; 1 an avec P. Tanga)
  • Yan, Xiaoran (2021 ; 1 an avec P. Michel)

Anciens doctorants

  • Broquet, Adrien (2017-2020 ; dir. M. Wieczorek)
  • Du, Jun (2017-2019 ; dir. M. Wieczorek)
  • Ferreira, Joao (2017-2020 ; dir. P. Tanga)
  • Galinier Marjorie (2021-2024, dir. M. Delbo)
  • Gerosa, Fabiola (2021-2024, dir. H. Méheut)
  • Griveaud, Philippine (2021-2024, co-dir. A. Crida et E. Lega)
  • Howard, Saburo (2019-2022, dir. T. Guillot)
  • Kokoulina, Elena (2019-2022 ; co-dir. A. Matter et B. Lopez)
  • Mahlke, Max (2019-2022 ; dir. B. Carry)
  • Maia, Julia (2019-2022 ; dir. M. Wieczorek)
  • Pichierri, Gabriele (2016-2019 ; dir. A. Morbidelli)
  • Robert, Clément (2017-2020 ; dir. H. Méheut)
  • Sunday, Cecily (2019-2022 ; co-dir. P. Michel et N. Murdoch, ISAE-Supaero)
  • Thuillet, Florian (2016-2019 ; dir. P. Michel)

Anciens post-doctorants

  • Gong, Shengxia
  • Jacobson, Seth
  • Lambrechts, Michiel
  • Spoto, Frederica
  • Ramos, Ximena
  • Hanus, Josef
  • Ali-Lagoa, Victor
  • Miguel, Jamila
  • Gayon-Markt, Julie
  • Schwartz, Stephen
  • Yu, Yang
  • Kloster, Dylan
  • Vavilov, Dmitrii
  • Avdellidou, Chrysa