Analyse spectroscopique détaillée d'atmosphères stellaires : structure des vents et composition chimique de surface des étoiles O

par Cyril Escolano

Thèse de doctorat en Rayonnement, plasma, astrophysique

Sous la direction de Jean-Claude Bouret.

Soutenue en 2010

à Aix-Marseille 1 .


  • Résumé

    Les étoiles massives sont au centre de nombreux processus astrophysiques : elles participent a l’évolution chimique et dynamique de leur environnement, en y injectant la matière enrichie synthétisée en leur coeur, et de l’énergie mécanique via leur vent stellaire, et sont à l’origine de la formation des régions HII. En outre, elles sont supposées étre les progéniteurs des événements les plus lumineux et les plus énergétiques observés à l’heure actuelle, à savoir les supernovæ (de type core-collapse) et les sursauts gamma. Bien loin des rnilieux homogènes décrits initialement par la théorie des vents radiatifs, on a pu se rendre compte ces dernières années que les atmosphères des étoiles massives étaient en fait très structurées (clumping) et regorgeaient d’ activité (émissivité dans le domaine des X, champs magnétiques). Au cours de ma thèse, je me suis particulièrement intéressé aux propriétés des étoiles de type O, qui sont des étoiles massives, chaudes et lumineuses. J ’ai réalisé l’analyse spectroscopique détaillée d’un échantillon de ces objets (dont certains magnétiques), avec le code de transfert radiatif CMFGEN (l’un des plus complets à l’heure actuelle). De cette analyse, j ’ai pu déterminer leurs paramètres fondamentaux (température effective, abondances chimiques de surface, taux de perte de masse,. . . ) et les confronter aux modèles théoriques les plus récents. Mes résultats confirment l’existence de forts contrastes entre les paramètres observationnels et ceux attendus par les modèles théoriques, tant pour ce qui concerne leurs vents que pour ce qui conceme leur évolution chimique.

  • Titre traduit

    Detailled spectroscopic analysis of stellar atmospheres : structure of the winds and surface chemical composition of O stars


  • Résumé

    Massive stars are the central engines of various astrophysical processes : they ionize the surrounding hydrogen, giving birth to HII regions and, through their stellar winds, they yield the processed material synthetized in their core and inject mechanical energy to the surrounding medium. In addition, they are suspected to be the progenitors of the most luminous and energetic events observed at the time, namely (core-collapse) supernovae and gamma ray bursts. Far from being the homogeneous outflows of material described initially by the radiatively driven winds theory, the massive stars’ atmospheres are highly structured (wind clumping) and exhibit an intense activity (X-rays emissivity and magnetic fields for instance). During my thesis, I was particularly interested in the properties of the massive, hot and luminous O type stars. I realized the detailed spectroscopic analysis of a sample of these objects (some of them hosting a magnetic field), with the state-of-art radiative transfer code CMFGEN. From this analysis, I determined their fundamental parameters (effective temperature, surface chemical abundances, mass loss rates,. . . ) and confronted them to the most recent theoretical models. My results confrm that strong contrasts exist between the observational parameters and those expected by both theoretical wind models and stellar evolution models.

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  • Détails : 1 vol. (193 p.)
  • Annexes : Bibliographie p.177-193

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