Les étoiles comme grands laboratoires de physique
Le projet STARS2 (Simulations of turbulent, active and rotating suns and stars) a travaillé afin de dévoiler la turbulence solaire et stellaire, ainsi que le magnétisme et la rotation, en développant des simulations numériques réalistes en plusieurs dimensions (2D ou 3D). Il a mis au point un modèle 3D intégré du Soleil, en fonction du remps, qui couple l'enveloppe convective avec l'intérieur rayonnant, de manière non linéaire, thermique, mécanique et magnétique. Cela a permis d'étudier de façon auto-cohérente la façon dont le Soleil en tant qu'ensemble (de son noyau nucléaire à sa surface) fonctionne et transporte la chaleur, l'énergie et le moment angulaire, et génère et maintient son champ magnétique via un effet dynamo. Les modèles intégrés ont également permis de faire progresser la dynamique de la tachocline, la fine couche étroite à la base de l'enveloppe convective, que l'on pense être à l'origine du champ magnétique solaire à grande échelle et de l'activité cyclique. Ces modèles ont permis pour la première fois de simuler en 3D des vagues internes formant et se propageant dans un intérieur solaire rayonnant réaliste, ce qui pourra orienter les recherches futures de ces ondes dans le Soleil, par héliosismologie. L'accès aux modèles de la dynamo du champ solaire moyen avec un activité cyclique, a permis d'explorer l'influence de cette variabilité sur les propriétés globales de la couronne solaire et le vent solaire des particules qui frappe la Terre, ce qui pourrait affecter les phases de l'évolution des étoiles. Les modèles pour d'autres types spectraux d'étoiles ont été calculés au sein du projet. Ces simulations ont tenu compte de l'influence du noyau convectif des étoiles massives sur l'enveloppe rayonnante étendue et le magnétisme de surface. Ils ont également montré comment l'enveloppe convective très étendue des géantes rouges géantes (de vielles étoiles de type solaire) tourne et transporte le moment angulaire, et à quelle vitesse les jeunes étoiles développent des champs magnétiques intenses pouvant former des cercles et des taches stellaires. Cette masse de données a fourni des informations sur le comportement des étoiles similaires et analogues au Soleil, et les différences et propriétés communes par rapport à notre Soleil. L'accès à des modèles dynamiques complètement non linéaires d'étoiles peut améliorer la compréhension de ces objets fascinants et variés.
Mots‑clés
Étoiles, physique, magnétisme, turbulence, STARS2, héliosismologie
