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Les étoiles de petite masse comme traceur des populations stellaires de la Voie Lactée : étude des effets de lʼabondance chimique dans les atmosphères froides

Sujet Les étoiles de petite masse comme traceur des populations stellaires de la
Voie Lactée : étude des effets de lʼabondance chimique dans les atmosphères
froides
Laboratoire d’accueil envisagé Observatoire des Sciences de l’Univers de Besançon
UMR CNRS 6213 – Institut Utinam
41 bis, avenue de l’Observatoire
B.P. 1615 25010 Besançon Cedex
tél : 03 81 66 69 35 fax : 03 81 66 69 44 e-mail : celine at obs-besancon.fr
Financement bourse MEN de lʼEcole Doctorale Louis Pasteur de lʼUniversité de Franche-Comté
Responsable dans le laboratoire Céline Reylé / Mathias Schultheis
Profil du candidat Master 2 Astrophysique
Description du sujet Les étoiles de petite masse (naines M) forment la composante stellaire
dominante de notre Galaxie (75% des étoiles, soit environ 100 milliards dʼaprès le modèle
de population stellaire de la Galaxie développé à Besançon, cf Science et Vie août 2009
p104) et contribuent à la majeure partie de la matière baryonique dans la Galaxie. Notre
compréhension de la Galaxie repose donc sur la connaissance de cette composante peu
lumineuse. En effet, les naines M sont au coeur de nombreuses études galactiques
(structure et cinématique de la Galaxie, relations âge-vitesse, fonction de luminosité et
fonction de masse, formation stellaire...). Par ailleurs, un nombre grandissant
dʼexoplanètes sont découvertes autour de naines M, y compris une super-Terre. La
détermination des paramètres fondamentaux des naines M ont ainsi des implications
importantes sur la physique stellaire, permettant de comprendre les processus en jeu dans
ces atmosphères froides, mais aussi sur la physique galactique.
Objectifs La confrontation entre les spectres des naines froides et les modèles
apporteront des contraintes sur la physique de ces objets. Les modèles dʼatmosphère des
étoiles de petite masse ont été améliorés par des nouveaux profils de raies ainsi que des
listes plus récentes de raies moléculaires pour toutes les molécules d’importance. Ils nʼont
toutefois pas encore été confrontés à des observations sur la séquence des naines M.
L’objectif scientifique est d’étudier l’influence de la température effective, de la masse, de
la luminosité et de la métallicité sur le spectre et le comportement des structures
moléculaires. En particulier, l’abondance est un paramètre très peu connu à ce jour et
pourtant essentiel pour comprendre la physique des étoiles à différents âges de la
Galaxie.
Méthodes 1. Construction dʼune librairie de spectres sur toute la séquence des naines M
à différentes métallicités (littérature et observations complémentaires)

2. Confrontation avec les modèles d’atmosphère des naines très froides (eg. les nouveaux
modèles BT-Settl du code Phoenix) pour déterminer leurs paramètres fondamentaux et
en particulier étudier les effets de lʼabondance. En collaboration avec France Allard à
Lyon.

3. Etude cinématique de lʼéchantillon pour contraindre la relation entre lʼâge et la
métallicité et contraindre les modèles de formation des étoiles dans les différentes
populations de la Galaxie (disque, disque épais, halo).
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