Thème 1 : Systèmes extrasolaires

Coordinateur : Arnaud Cassan

Le premier 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.
• 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.
• 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.
• 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 débris qui présentent tous des structures non-axisymétriques semblant indiquer un confinement dynamique par des planètes.
• Études théoriques : 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 de sa formation.

Thème 2 : Origine du système solaire 

Coordinateur : Mathieu Roskosz & Jean-Marc Petit

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), ainsi qu'à la dimension chronologique de ces processus telle qu'elle peut être abordée par les radioactivités éteintes ou non.
• Le système solaire est encore mal connu et il est important de poursuivre les efforts d'inventaire pour les corps mal caractérisés (par exemple, Troyens) notamment dans le système solaire lointain. L'observation et la caractérisation physique, chimique et si possible minéralogique de corps peu évolués (comètes, objets trans-neptuniens, etc.) va apporter des informations uniques et indispensables à notre connaissance du système solaire et de sa formation.
• La modélisation numérique de la formation des planètes, de leurs antécédents, de leur dynamique lors de la formation et des conséquences de celles-ci sur la structure orbitale des populations des petits corps constitue un aspect essentiel de ce thème. Un rapprochement avec la communauté cosmochimique est fortement encouragé afin de pouvoir utiliser des traceurs cosmochimiques (par exemple, rapports isotopiques) et les contraintes chronologiques comme paramètres de calage des modèles.

Thème 3 : Evolution planétaire : structure, composition, dynamique et environnements primitifs

Coordinateur : Nicolas Coltice et Maud Boyet

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.
● 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).
● La formation et l'évolution précoce de l’atmosphère et des océans.
Les projets considérés par le thème peuvent aborder ces problématiques sous plusieurs angles: (1) par des analyses pétrographiques, géochimiques et minéralogiques d’échantillons naturels, (2) par des modélisations théoriques et numériques, (3) par des expériences de laboratoire, (4) par l’analyse d’observables. Les études transdisciplinaires et/ou comparatives sont particulièrement encouragées.
On notera que les axes de recherche développés concernant les environnements primitifs sont focalisés sur la reconstitution géologique de la planète “inaccessible”, les questions relatives à la biologie pure étant des problématiques d’autres appels d’offre.

Thème 4 : Surfaces et enveloppes planétaires

Coordinateur : Frédéric Schmidt

Ce thème a pour objet la compréhension de l'évolution des corps planétaires après leur formation. Toutes les études portant sur les surfaces et les enveloppes externes (atmosphère, exosphère, ionosphère) des corps du système solaire sont concernées, parmi lesquelles :


• Les couplages dynamique - chimie - magnétosphère - rayonnement et les problèmes d'échappement pour la compréhension des atmosphères des planètes géantes, telluriques et de leurs satellites.


• L'interaction des plasmas solaire et planétaire avec les hautes atmosphères, les ionosphères ou les régolites.


• Les interactions atmosphère-surface des planètes telluriques et assimilées (Titan, Pluton, etc.)

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 fortement encouragés. Ces projets incluent notamment les analyses de laboratoire, les observations sol coordonnées avec les observations spatiales, et l'analyse de données déjà existantes disponibles pour la communauté internationale.