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| SPAT0005-1 | Stabilité stellaire et astérosismologie
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| Durée : | 30h Th, 10h Pr |
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| Crédits/ECTS : |
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| Titulaire(s) : | Marc‑Antoine Dupret |
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| Langue : | Langue française |
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| Aperçu général : | Au cours de leur évolution, les étoiles passent par des phases d'instabilité qui peuvent se manifester de façon violente, se traduire par une simple accélération de l'évolution, ou encore induire une variabilité. L'étude détaillée de la variabilité des étoiles permet d'obtenir des informations sur leur structure interne, inaccessibles par tout autre moyen.
Cette façon de sonder les étoiles, apparentée à la sismologie, est appelée astérosismologie. Après les succès de l'héliosismologie (même technique appliquée au Soleil), l'astérosismologie connaît à présent un essor sans précédent, qui se concrétise dans la planification de plusieurs missions spatiales dans les prochaines années. L'astérosismologie est un outil unique de connaissance des intérieurs stellaires et des mécanismes physiques qui y sont à l'oeuvre. Elle permet également d'obtenir avec précision les paramètres globaux des étoiles tels que leur masse, leur rayon, leur âge, et leurs abondances chimiques. |
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| Objectif du cours : | La plupart des notions suivantes seront abordées et devront être connues.
* Position de quelques types d'étoiles variables dans le diagramme HR
* Temps caractéristiques
* Equations générales d'hydrodynamique et de thermodynamique
* Configurations d'équilibre
* Méthode des petites perturbations
* Perturbations adiabatiques
* Oscillations radiales
* Expression asymptotique des fréquences radiales
* Oscillations non radiales
* Description des modes non radiaux
* Influence de la rotation
* Techniques de base de l'astérosismologie sur la séquence principale du diagramme HR.
* Observations astérosismiques sur la séquence principale (étoiles solaires, delta Scuti, gamma Doradus, roAp, SpB, beta Cephei, géantes rouges,...)
* Rappels théoriques simples: ondes acoustiques dans des cavités simples (boîte, cylindre, sphère homogènes)
* Mécanismes d'excitation dans les étoiles (excitation stochastique, mécanisme kappa, mécanisme epsilon)
* Astérosismologie des étoiles de type solaire (i.e. mécanisme d'excitation stochastique): théorie asymptotique, grandes et petites différences, diagramme échelle
* Astérosismologie des étoiles de type delta Scuti (i.e. mécanisme kappa dans la zone d'ionisation de l'hélium, rotateur rapide)
* Astérosismologie des étoiles de type beta Cephei (i.e. mécanisme kappa dans la zone d'ionisation du fer, rotateur lent)
* Quelques aspects particuliers aux autres étoiles de la séquence principale
* Détermination des fréquences: minimisation de la dispersion de phase, analyse de Fourier.
* Identification des modes: photométrie multicouleur, variation des profils de raie. |
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| Pré-requis : | L'étudiant devra avoir des connaissances en mathématiques et en physique d'un niveau comparable à celui des cours dispensés au niveau bachelier dans la section de physique. Des connaissances en structure et évolution stellaire lui permettront de tirer le meilleur parti de ce cours. |
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| Organisation : | 30 heures de cours théoriques et 10 heures de cours pratiques dont certaines seront consacrées à la préparation et ou présentation du travail de fin d'année à effectuer pour le cours. |
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| Notes de cours : | Des notes de cours et les présentations Powerpoint seront mises à disposition des étudiants. |
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| Evaluation : | L'étudiant sera évalué sur base d'un travail qui lui sera proposé au cours de l'année académique. L'étudiant devra présenter ce travail devant une audience composée du titulaire du cours, et éventuellement de ses pairs et/ou de plusieurs chercheurs et doctorants du département d'astrophysique et géophysique.
Il devra être capable de répondre à des questions orales sur le contenu du cours ainsi que sur le contenu de son travail. Un rapport écrit sur son travail devra être rendu au titulaire du cours plusieurs jours avant sa présentation orale. |
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| Contacts : | Anne Thoul
Anne.Thoul@ulg.ac.be |
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