Benjamin Charnay : une médaille de bronze pour la modélisation des atmosphères d'exoplanètes
Pour lui, aucun astre n’est trop lointain ou trop ancien pour en modéliser l’atmosphère. Benjamin Charnay étudie ainsi depuis le Laboratoire d’études spatiales et d’instrumentation en astrophysique (LESIA)1 l’atmosphère des exoplanètes, des naines brunes, de Titan et des versions primordiales de la Terre et de Mars. Ces travaux lui valent de recevoir la médaille de bronze du CNRS.
- 1CNRS / Observatoire de Paris – PSL / Sorbonne Université / Université Paris Cité
« Les sciences m’intéressent depuis que je suis tout petit, puis je me suis progressivement passionné pour les exoplanètes et la climatologie, explique Benjamin Charnay. J’ai eu l’occasion de concilier les deux en master et j’ai poursuivi sur cette voie. » Chargé de recherche CNRS depuis 2018 au LESIA, Benjamin Charnay est en effet devenu un expert en modélisation de l’atmosphère des exoplanètes et de la Terre primitive.
« Ces modèles numériques des atmosphères permettent d’en comprendre la composition chimique, la température ou encore la vitesse des vents, précise Benjamin Charnay. Cela nous aide à interpréter les observations faites aussi bien au sol que depuis l’espace. Je participe d’ailleurs à la préparation d’ARIEL2 , le prochain télescope en orbite de l’Agence spatiale européenne (ESA). »
Les modèles de Benjamin Charnay se présentent sous deux formes. Les modèles à une dimension supposent que les différents paramètres sont parfaitement homogènes. Ces approximations permettent d’explorer de nombreux critères à la fois pour coller aux observations. Plus lourds et plus précis, les modèles en trois dimensions sont dérivés des grands modèles climatiques, tels que ceux utilisés par le GIEC. « Leur niveau de détail est essentiel pour les exoplanètes proches de leur étoile, qui subissent des contrastes extrêmes de température entre le jour et la nuit », explique Benjamin Charnay.
Ces modèles s’appliquent également à l’étude des naines brunes, des objets de masse intermédiaire entre les exoplanètes et les étoiles. Ces dernières connaissent une phase de transition où elles changent de couleur au fur et à mesure qu’elles se refroidissent. Les modèles de Benjamin Charnay vont dans le sens des observations et de l’hypothèse privilégiée, selon laquelle ce phénomène serait dû à la disparition de nuages de fer et de silicate des hautes couches de l’atmosphère.
Ses modèles aident aussi à comprendre comment la Terre primitive est devenue habitable, malgré des conditions d’ensoleillement qui n’y étaient alors pas favorables. Benjamin Charnay a également contribué à montrer que la Mars primitive était habitable pour des microorganismes méthanogènes.
- 2Atmospheric remote-sensing infrared exoplanet large-survey