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Les vibrations des étoiles géantes rouges

Les étoiles géantes rouges sont des étoiles vieilles, froides et très lumineuses. Elles jouent un rôle essentiel en astrophysique stellaire, galactique et extragalactique.
Les vibrations des étoiles géantes rouges
Les étoiles peuvent échanger de la matière avec leur environnement par la projection de leurs couches superficielles. En combinaison avec les processus de transport au sein des étoiles, cette action affecte l'évolution chimique de toute la galaxie. Les géantes rouges ont un effet particulièrement large.

L'objectif du projet SEISMOLOGY IN RGB (Asteroseismology to constrain physic of transport processes occurring in red giant stars) était d'utiliser l'astérosismologie des étoiles géantes rouges pour tester les prévisions théoriques actuelles de leur structure interne et leur évolution. L'objectif final était d'améliorer notre description physique des processus hydrodynamiques tels que la rotation stellaire sur la branche des géantes rouges.

L'astérosismologie est un outil puissant d'investigation de l'intérieur des étoiles. Les missions spatiales CoRoT et Kepler ont collecté des données astérosismiques de nombreuses étoiles qui ont permis de détecter et de caractériser des oscillations de type solaire dans de nombreuses géantes rouges. La détection d'un spectre intense d'oscillation (dont des modes d'oscillation non radiaux) a ouvert la voie vers des études détaillées de leur structure interne.

Le projet a développé des collaborations intenses avec des chercheurs impliqués dans l'analyse de données spectroscopiques et astérosismologiques (CoRoT et Kepler) afin de comparer ses données avec des modèles d'évolution stellaire. La période espaçant les g-modes (ΔΠ) fournit des informations sur l'état évolutionnaire des géantes rouges (étoiles des branches des géantes rouges ou étoiles à combustion de noyau He).

Les modifications dans les ΔΠ pourraient s'expliquer par les différences des profils de densité, puis dans les profils de fréquence de Brunt-Väisälä ainsi que par la présence d'un noyau convectif induit par la combustion d'hélium. Ces résultats sont utiles à de nombreuses applications astrophysiques, y compris la caractérisation des étoiles de planètes.

Le taux de rotation du noyau des étoiles géantes rouges mesuré par l'astérosismologie illustre un fort désaccord avec les prévisions actuelles des modèles stellaires. Ce phénomène implique un processus de transport inattendu sur la branche des géantes rouges.

Le projet s'est également penché sur l'étude de l'impact des prévisions des modèles d'évolution stellaire sur notre compréhension de la formation et de l'évolution de la Voie lactée. Il devrait pouvoir quantifier la manière avec laquelle les processus de transport se produisant dans l'intérieur des étoiles peut modifier les modèles chimiques observés en surfaces des populations stellaires.

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Mots-clés

Étoiles géantes rouges, astrophysique, processus de transport, astérosismologie, évolution stellaire