Étude de la rotation des étoiles de type solaire en séquence principale, de la surface jusqu'au coeur
Sylvain BRETON
Fri, Sep. 30th 2022, 11:00-13:00
Bat 713, salle de séminaires Galilée , CEA Saclay, Orme des Merisiers

Lien zoom :

https://u-paris.zoom.us/j/88419568691?pwd=dW42ZmlpWVcyYVRnTXRmSloreVFEUT09

FR:

Présentation en français 

Lieu : Salle Galilée, bât 713

Jour : 30 Septembre 2022

Heure : 14h

Titre : Étude de la rotation des étoiles de type solaire en séquence principale, de la surface jusqu'au coeur

Résumé : 

Cette thèse est consacrée à la caractérisation et à l'étude de la rotation dans les étoiles de type solaire en séquence principale. Être en mesure de contraindre le profil de rotation, à la fois radial et latitudinal, de cette catégorie d'étoiles, et ceci de la surface jusqu'au coeur, est en effet une problématique fondamentale si l'on veut améliorer notre compréhension de l'évolution stellaire et de l'interaction des étoiles avec leur environnement. Je me suis dans un premier temps intéressé aux possibilités de caractérisation de la rotation de surface des étoiles de type solaire ouvertes aujourd'hui par des missions de suivi photométrique comme le satellite Kepler. J'ai en particulier développé au cours de ma thèse la méthode de machine learning ROOSTER afin d'analyser les courbes de lumière collectées par Kepler. Cet outil a été utilisé pour construire ce qui est le plus vaste catalogue photométrique de rotation stellaire de surface disponible aujourd'hui. Ce catalogue a ouvert de nombreuses perspectives d'étude de la dynamique de la zone convective des étoiles de type solaire, grâce à des paramètres comme l'indicateur d'activité photométrique Sph ou le nombre de Rossby, un paramètre clef pour caractériser la dynamique d'un fluide en rotation. J'ai dans un second temps exploré des possibilités de caractériser la rotation interne des étoiles de type solaire, d'abord via le cas solaire où j'ai mené l'étude des nouvelles perspectives instrumentales offertes par les spectrographes échelles. Le principal objectif de ces instruments est d'augmenter le rapport signal sur bruit des modes d'oscillation de basse fréquence, ce qui pourrait permettre de caractériser de manière individuelle les modes de gravité (modes g) solaires. Les données obtenues durant la campagne d'observation de l'été 2018 avec le prototype Solar-SONG ont été analysées avec le module bayésien apollinaire développé au cours de ma thèse. En comparant les données Solar-SONG avec celles acquises simultanément par d'autres instruments héliosismiques, j'ai mis en évidence les performances héliosismiques prometteuses de Solar-SONG. J'ai finalement élargi la perspective de l'étude des modes g stochastiques (excités par mouvements convertis) aux étoiles de type F, plus chaudes que le Soleil. J'ai discuté la possibilité de mettre en évidence leur signature dans ces objets grâce à une approche par la simulation hydrodynamique 3D, réalisée avec le code ASH. Ces simulations sont les premières simulations 3D d'étoiles de type F incluant l'intérieur radiatif dans le domaine de simulation. En particulier, j'ai pu mettre en évidence l'influence de la rotation sur l'excitation des ondes de gravité à l'origine des modes. Finalement, j'ai tenté de mettre en évidence une telle signature de modes g dans les données Kepler. Dans le cadre de cette tâche, la caractérisation de la signature photométrique de plusieurs compagnons non-transitants m'a permis d'envisager le rôle éventuel qu'un compagnon substellaire peut jouer dans l'excitation de modes g pour les étoiles de type solaire. 

Directeurs de thèse : Rafael A. García, Allan Sacha Brun, Pere L. Pallé

Membres du jury : Bernard Gelly, Isabelle Grenier, Antonino Lanza, François Lignières, Ana Palacios

EN :

Presentation in French.

Location : Salle Galilée, bât 713

Date : 30 September 2022

Time : 2 pm

Title : Studying rotation in solar-type stars, from the surface to the core

Summary : 

This thesis is devoted to the characterisation and study of rotation in main-sequence solar-type stars. Being able to constrain the rotation profile, both radial and latitudinal, of this class of stars, from the surface to the core, is indeed a fundamental problem if we want to improve our understanding of stellar evolution and of the interactions of stars with their environment. My first topic of interest was related with the large scale characterisation of solar-type stars surface rotation opened up today by photometric survey missions such as the Kepler satellite. In particular, during my thesis I developed the machine learning method ROOSTER to analyse the light curves collected by Kepler. This tool was used to build what is the largest photometric catalogue of surface stellar rotation available today. This catalogue has opened many new perspectives for studying the dynamics of the convective zone of solar-type stars, thanks to parameters such as the photometric activity indicator Sph or the Rossby number, a key parameter for characterising the dynamics of a rotating fluid. I then explored the possibilities of characterising the internal rotation of solar-type stars, firstly via the solar case where I studied the new instrumental perspectives offered by échelle spectrographs. The main objective of these instruments is to increase the signal-to-noise ratio of low-frequency oscillation modes, which could allow the characterisation of individual solar gravity modes (g-modes). Data obtained during the summer 2018 observing campaign with the Solar-SONG prototype were analysed with the Bayesian apollinaire module developed during my thesis. By comparing the Solar-SONG data with those acquired simultaneously by other helioseismic instruments, I highlighted the promising performances of Solar-SONG. I finally extended the perspective of the study of stochastic g-modes (excited by convective motions) to F-type stars, hotter than the Sun. I discussed the possibility of detecting g-mode signatures in these objects through a 3D hydrodynamic simulation approach, performed with the ASH code. These simulations are the first 3D simulations of F-type stars including the radiative interior in the simulation domain. In particular, I was able to highlight the influence of rotation on the excitation of the gravity waves giving rise to the modes. Finally, I attempted to detect such a g-mode signature in Kepler data. In the framework of this task, the characterisation of the photometric signature of several non-transiting companions allowed me to consider the possible role that a substellar companion can play in the excitation of g-modes for solar-type stars. 

Supervisors: Rafael A. García, Allan Sacha Brun, Pere L. Pallé

Committee: Bernard Gelly, Isabelle Grenier, Antonino Lanza, François Lignières, Ana Palacios

Contact : LAURA RICCHI

 

Retour en haut