Soutenance d’HDR de Daniel Reese le vendredi 18 mai 2018

Titre

"Sismologie des étoiles en rotation rapides et des étoiles de type solaire"

Résumé

Beaucoup de progrès ont été effectués dans la physique stellaire grâce à l’astérosismologie, l’étude des oscillations stellaires. En effet, l’astérosismologie est à l’heure actuelle la seule façon dont on dispose pour sonder la structure interne des étoiles. Le travail présenté ici concerne quelques uns des aspects théoriques de ce domaine et porte sur deux grandes catégories d’étoiles, à savoir les pulsateurs de type solaire (y compris les géantes rouges), et les pulsateurs en rotation rapide.

Le travail sur les pulsateurs de type solaire se focalise sur la mise en place de méthodes capables de caractériser efficacement un grand nombre d’étoiles, ceci en anticipation de missions spatiales telles que TESS et PLATO 2.0. En particuliers, le code AIMS applique un algorithme MCMC afin de trouver les propriétés stellaires et un échantillon de modèles qui reproduisent un jeu de contraintes observationnelles sismiques et classiques. Afin de réduire le temps de calcul, ce code interpole au sein d’une grille de modèles précalculés, en s’appuyant sur une triangulation de Delaunay, ce qui permet une plus grande souplesse dans la construction de la grille. En s’appuyant sur des modèles interpolés à partir de résultats d’AIMS ou de modèles issus d’autres codes d’optimisation, il est possible d’affiner certaines propriétés stellaires, telles que la densité moyenne, grâce à des méthodes inverses mis au point par moi et G. Buldgen, mon ancien doctorant. Enfin, je montre comment des méthodes liées aux inversions permettent de tester des informations plus qualitatives telles que la possibilité ou non d’avoir un profil de rotation décroissant pour un jeu de scissions rotationnelles (``rotational splittings’’) et un modèle de référence donné.

Contrairement aux pulsations de type solaire, les pulsations d’étoiles en rotation rapide demeurent beaucoup plus difficiles à interpréter à cause de la complexité des calculs numériques pour calculer de telles oscillations, l’absence de motifs simples dans les spectres de fréquences, et les difficultés qu’on a à prévoir l’amplitude de ces modes. Le travail décrit ici cherche donc à s’adresser à ces difficultés une à la fois dans l’espoir de pouvoir un jour effectuer des études astérosismiques détaillées de ces étoiles. Tout d’abord, les équations d’oscillation non-adiabatiques sont décrites ainsi que leur implémentation numérique. Le principe variationnel et l’intégrale de travail sont abordés. Ceci est suivi d’une classification succincte des modes auxquels on peut s’attendre dans une étoile en rotation rapide. J’aborde ensuite les régularités présentes dans les spectres d’oscillations de modes acoustiques d’îlots et comment celles-ci sont exploitées dans l’interprétation de spectres observés. Ceci est suivi d’une description des techniques d’identification de modes et des efforts afin de les adapter aux rotateurs rapides. Enfin, la dernière partie aborde brièvement l’excitation des modes.