Etude théorique, numérique et expérimentale de la dynamique des chocs d'accrétion dans les variables cataclysmiques magnétiques

Theoretical, numerical and experimental study of accretion shocks dynamics in magnetic cataclysmic variables

• Auteur / Autrice : Clotilde Busschaert
• Direction : Claire Michaut
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Astronomie et astrophysique
• Date : Soutenance en 2013
• Etablissement(s) : Observatoire de Paris (1667-....)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Astronomie et astrophysique d'Île-de-France (Meudon, Hauts-de-Seine ; 1992-....)
• Jury : Président / Présidente : Jean Aboudarham
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Claire Michaut, Jürgen Knödlseder, Andrea Ciardi, Jonathan Ferreira, Jean-Marc Bonnet-Bidaud
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Jürgen Knödlseder

Mots clés

Mots clés contrôlés

Étoiles variables cataclysmiques

Densités des niveaux d'énergie

Hydrodynamique

Accrétion (astrophysique)

Résumé

Les variables cataclysmiques magnétiques sont des sytèmes binaires serrés contenant une naine blanche fortement magnétisée accrétant de la matière provenant d'un compagnon. La matière est dirigée par les lignes de champ magnétique et tombe avec une vitesse supersonique en formant une colonne d'accrétion au niveau du (des) pôle(s) magnétique(s) de la naine blanche. Lors de l'impact un choc retour est généré et la matière choquée se structure sous l'effet du refroidissement dû au rayonnement. Ce travail présente une étude pluri-disciplinaire de la dynamique de la colonne d'accrétion. Tout d'abord, une approche numérique à l'échelle astrophysique permet d'étudier la dynamique de la colonne d'accrétion. En particulier, le lien avec les observables du système a été abordé. Cette approche est complétée par une approche expérimentale basée sur la génération d'écoulement hydro-radiatifs grâce aux installations de laser de puissance. La pertinence de ces expériences repose sur la construction de lois d'échelle. De nouvelles lois sont exposées dans le cadre de la MHD radiative idéale et résistive. Les résultats du dimensionnement ainsi que l'interprétation de la campagne d'expérience POLAR réalisée en 2012 sur l'installation LULI2000 sont présentés.

Magnetic cataclysmic variables are interacting binary systems containing a highly magnetized white dwarf which accretes material from companion. Material is led along magnetic field lines and falls onto magnetic pole(s) of the white dwarf at supersonic speed forming an accretion column. As the material hits the surface, a reverse shock is formed and the shocked region is structured by the cooling effect of radiation processes. This work is a multidisciplinary study of the dynamics of the accretion column. Firstly, a numerical study of the accretion column structure at the astrophysical scale is presented. The observational consequences are discussed. This approach is completed by experiments using radiative flows generated by powerful lasers. The relevance of such experiments is based on the establisment of scaling laws. News scaling laws in the frame of radiative ideal or resistive MHD are exposed. The results of the sizing and the interpretation of the POLAR experimental campaign of 2012 on LULI200 installation are presented.