Sonder le magnétisme dans les étoiles delta Scuti

Probing magnetism in delta Scuti stars

• Auteur / Autrice : Keegan Thomson-Paressant
• Direction : Coralie Neiner
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Astronomie et Astrophysique
• Date : Inscription en doctorat le 01/10/2020
• Etablissement(s) : Université Paris sciences et lettres
• Ecole(s) doctorale(s) : Astronomie et Astrophysique d'Ile de France
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'études spatiales et d'instrumentation en astrophysique (Meudon, Hauts-de-Seine ; 2002-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Observatoire de Paris (1667-....)

Mots clés

Mots clés libres

Spectropolarimétrie

Etoiles Delta Scuti

Champs magnétiques

Observations

Spectropolarimetry

Delta Scuti stars

Magnetic fields

Observations

Résumé

Les variables δ Scuti (δ Sct) sont des étoiles présentant des variations de luminosité entre les modes de pression d'ordre radial faible et les modes mixtes, et ces pulsations durent généralement de quelques minutes à plusieurs heures. Ces étoiles couvrent la gamme spectrale A à F et sont des étoiles de masse intermédiaire, affichant des masses comprises entre 1,5 et 4 Msun. En conséquence, elles se situent dans un régime où la structure interne peut varier considérablement entre les étoiles, et par conséquent leur champ magnétique aussi, si elles en ont un. Les étoiles de petite masse (type FGK) ont des champs magnétiques dynamo produits dans leur enveloppe convective et souvent de structure complexe, tandis que les étoiles de grande masse (de type OBAF) ont des champs fossiles et stables, issus du nuage moléculaire à partir duquel l'étoile s'est formée, et typiquement dipolaire. Jusqu'à présent, l'analyse générale du magnétisme des étoiles suggère qu'environ 10% des étoiles de grande masse affichent des champs magnétiques fossiles et cette fréquence augmente pour les champs dynamos des étoiles de plus petites masses. Cependant, à ce jour, seules 4 étoiles δ Sct présentant des signatures de champ magnétique ont été découvertes : HD 188774, HD 67523, β Cas et HD 41641 - une taille de population plutôt petite. De plus, il existe des preuves suggérant que les modes de pulsation à l'intérieur de l'étoile interagissent avec le champ magnétique, ce dernier supprimant et déformant potentiellement les pulsations. Au cours de cette thèse, nous développerons ce domaine dans 2 directions clés. Tout d'abord, nous effectuerons des travaux statistiques sur des candidats magnétiques δ Sct sélectionnés comme cibles idéales à partir d'un sondage plus large d'étoiles Kepler et TESS, affichant des fréquences particulières suggérant l'existence d'un champ magnétique. Ceci nous permettra d'obtenir une meilleure image de la prévalence, de la structure et de l'origine des champs magnétiques pour ce type d'étoiles. Deuxièmement, nous effectuerons une analyse plus approfondie sur quelques étoiles magnétiques δ Sct établies : HD 188774 et HD 41641. Cette analyse prendra principalement la forme d'une modélisation via Zeeman Doppler Imaging, afin de visualiser la structure du champ magnétique à la surface de ces étoiles.

____________________________ δ Scuti (δ Sct) variables are stars exhibiting variations in their luminosity from low radial order pressure modes and mixed modes, and these pulsations typically last anywhere from a few minutes to several hours. These stars span the spectral range A through to F and are typically intermediate mass stars, displaying masses between 1.5-4 Msun. Due to the latter, they fall in a regime where the internal structure can vary significantly between stars, and as a result so too can their magnetic field, should they have one. Typically, small mass stars (FGK) have dynamo magnetic fields produced in their convective enveloppe and often complex in structure, whereas large mass stars (OBA) have fossil fields, i.e. remnants from the molecular cloud from which the star formed, and typically dipolar. So far, general analysis in the magnetism of hot (OBA) stars suggests that about 10% of intermediate mass (non-variable) stars display magnetic fields, and the field occurrence increases for dynamo fields in lower mass stars. However, to date only 4 δ Sct stars have been found to exhibit magnetic field signatures: HD 188774, HD 67523, β Cas, and HD 41641 – a rather small population size. Additionally, there is evidence to suggest that the pulsation modes within the star interact with the magnetic field, with the latter suppressing and potentially warping the former. Over the course of this PhD, we will expand on this domain in 2 key areas. First, we will perform a statistical study of magnetic δ Sct candidates, selected as ideal targets from a wider survey of Kepler and TESS targets, displaying peculiar frequencies that hint at the existence of a magnetic field. This will allow us to get a better picture of the prevalence, structure and origin of magnetic fields for this type of stars. Second, we will perform more in-depth analysis on a couple of established magnetic δ Sct stars: HD 188774 and HD 41641. This analysis will primarily take the form of performing modelling via Zeeman Doppler Imaging, in order to visualise the magnetic field structure at the surface of these stars.