Transfert radiatif hors équilibre thermodynamique local dans les atmosphères d'étoiles supergéantes rouges

Non local thermodynamical equilibrium radiative transfert in red supergiants stars atmospheres

• Auteur / Autrice : Julien Lambert
• Direction : Eric Josselin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance le 03/12/2012
• Etablissement(s) : Montpellier 2
• Ecole(s) doctorale(s) : Information, Structures, Systèmes (Montpellier ; École Doctorale ; 2009-2014)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LUPM - Laboratoire Univers et Particules Montpellier
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Eric Josselin, Jean-Marc Huré, Frédéric Paletou, Agnès Lebre, Alexandre Faure, Nils Ryde
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Jean-Marc Huré, Frédéric Paletou

Mots clés

Mots clés contrôlés

Molécules

Perte de masse (astrophysique)

Transfert radiatif

Étoiles -- Atmosphères

Rayonnement solaire

Astrophysique

Mots clés libres

Astrophysique

Atmosphères stellaires

Étoiles: supergéantes

Étoiles: perte de masse

Transfert radiatif

Physique moléculaire

Astrophysics

Stellar atmospheres

Stars: supergiants

Stars: mass loss

Radiative transfer

Molecular physics

Résumé

L'eau est un constituant essentiel de l'atmosphère de supergéantes rouges (RSG), mais dont l'influence reste mal comprise. Le spectre observé de l'eau de ces étoiles ne peut être reproduit que par l'ajout d'une coquille de gaz moléculaire, les MOLsphères. Cependant, l'hypothèse des MOLsphères reste fragile et sujette à caution. Dans le but de mieux interpréter les spectres observés, la synthèse de spectres hors équilibre thermodynamique local est une approche potentiellement importante. Les effets hors ETL étant potentiellement fort, ils pourraient être en mesure de lever les problèmes de l'interprétation des raies de l'eau sans ajout de MOLsphère et impliquer un rôle important dans la dynamique de l'atmosphère. Pour cela, nous avons développé une méthode originale en mesure de résoudre l'équation de transfert pour les nombreuses transitions radiatives de l'eau sans approximationETL. Cette méthode a été mise en oeuvre via le développement d'un code de transfert radiatif parallèle. Les premiers résultats montrent que les effets hors ETL dans l'atmosphère des RSG, et leur impact sur le spectre comme sur certaines observables utilisées pour sonder ces étoiles, sont importants

Water is an important constituent of the atmosphere of red supergiant stars (RSG), which influence remains however poorly understood. The water spectrum of these stars can apparently be only reproduced through the addition of a detached shell of cool molecular gas, the so-called MOLspheres. However, this hypothesis is still cautious. In order to better interpret observed spectra, non local thermodynamic equilibrium (NLTE) spectrum synthesis may be potentially important. NLTE effects being potentially important, they may alleviate the problems in the interpretation of water spectra, and affect the atmosphere dynamics. We thus developed an original method to solve the radiative transfer equation, adapted to the numerous water transitions and without the LTE approximation. This method has been implemented in an original parallel code. Preliminary results show that NLTE effects in RSG atmospheres and their impact on observables such as the emergent spectrum are very important.