Diagnostics sismiques et simulations pour les cibles de l’expérience spatiale COROT

Seismic diagnostics and simulations for the targets of the COROT space mission

• Auteur / Autrice : Jérémie Lochard
• Direction : Marie-Jo Goupil, Patrick Boumier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Terre, océan, espace
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Paris 11
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Héliosismologie

Soleil

Astronomie

Résumé

L'étude présentée ici est consacrée aux oscillations d'étoiles de type solaire. La rotation modifie la structure fine du spectre de fréquence, elle lève une dégénérescence et sépare chaque mode propre en un multiplet. Je m'intéresse tout d'abord à la façon dont la signature de la rotation est affectée par le champ magnétique. J'ai essayé ici de mettre en évidence, pour des modes globaux, une réponse différentielle des modes selon leur structure spatiale à la surface du soleil. Je montre à partir d'observation effectuées par l'instrument GOLF qu'il existe une variation de l'asymétrie des multiplets en fonction de la fréquence pendant le minimum du cycle solaire et que celle-ci disparaît lorsque l'activité augmente. La seconde partie est consacrée à la rotation interne des étoiles de type solaire autres que le soleil. Je montre à partir de modèles numériques que malgré la faible diversité des modes observables sur ces étoiles il reste possible pour un certain type d'oscillateur solaire d'en reconstruire partiellement le profil de rotation. A l'issue de cette étude, je donne des critères sur la masse, l'âge et la vitesse de surface des étoiles pour lesquelles l'inversion est utilisable dans le cadre de la mission spatiale COROT. Par ailleurs, il n'est pas rare que des étoiles de type solaire tournent à des vitesses 10 fois plus élevées que pour le soleil. Le spectre de ces oscillateurs est fortement affecté par des effets non linéaires ainsi que par la dégénérescence entre modes de fréquences proches. Je montre que ces effets ne sont plus négligeables et que leur prise en compte pourra être nécessaire pour interpréter correctement les spectres et modéliser ces objets.

This study is devoted to solar like oscillations, i. E. Excited by turbulent convection in the outer convective zone of the star. Rotation affects the fine structure of the frequency spectrum by lifting. A degeneracy similary as the Zeeman effect. Ln the first, I study how rotational pattern in the spectrum is affected by the magnetic field using a 9 years data set of solar observations by GOLF on board the SOHO spacecraft. I have intented to show the differential response of the modes to the magnetic field depending on their spatial structure at the surface. After testing the method of measure on artificial data, I showed that there is a variation of the multiplet asymetry with the frequency at solar low activity and that this pattern vanishes at higher activity. Moreover in the future one should use in parallel spatially resolved observations of the solar disk. The second part is dedicated to the seismology of other solar like stars, and more precisely on the international rotation of such objects. Using numerical stellar models, I could show that the po or diversity of available modes does not prevent to partially infer the rotation profile along the radius for such sorne specific stars. Constraints on the mass age and surface velocity of such potential targets in the frame of the COROT mission are given. Eventually, stars with surface rotating 10 times faster than the sun are not uncommon. The frequency spectrum of such rotators is strongly affected by non-linear effects and near degeneracy between close models. I could show that in such cases these effects should no longer be neglected should be taken into account to properly understand the spectrum and to model such objets.