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Zong, Weikai. Amplitude and frequency modulations of oscillation modes in hot B subdwarf and white dwarf stars from Kepler photometry

Zong, Weikai (2016). Amplitude and frequency modulations of oscillation modes in hot B subdwarf and white dwarf stars from Kepler photometry.

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Résumé en francais

Les interactions non linéaires entre modes de pulsation, induisant des modulations d'amplitude et de fréquence, sont difficiles à mettre en évidence avec les télescopes au sol en raison des temps caractéristiques en jeu, de l'ordre de la semaine, du mois, ou même de l'année. L'avènement des télescopes spatiaux comme KEPLER (opéré par la NASA) a considérablement changé la donne en apportant de nouvelles données pour ce domaine de recherche. Dans cette thèse, nous analysons les données photométriques obtenues avec KEPLER pour 24 étoiles compactes pulsantes, incluant 18 étoiles sous-naines de type B (sdB) et 6 naines blanches. Nous établissons que les modulations d'amplitude et de fréquence des modes d'oscillation sont un phénomène courant dans ces étoiles. Nous étudions en particulier deux étoiles : KIC 0862602, une naine blanche pulsante de type DB, et KIC 10139564, une étoile sdB variable à courtes périodes. KIC 0862602 et KIC 10139564 ont été observées sans interruption par KEPLER en cadence rapide pendant deux années pour la première et plus de trois ans pour la seconde. En analysant en détail ces données photométriques de très haute précision, nous mettons en évidence différents types de comportements affectant les composantes de triplets induits par la rotation stellaire. Les fréquences et amplitudes de ces modes montrent des variations soi périodiques soi irrégulières, ou demeurent constantes. Ces comportements peuvent être connectés à ceux prédits par les équations d'amplitude dans le cas de couplages non linéaires résonants entre modes, en particulier pour les temps caractéristiques des modulations. De plus, nous montrons que les modes en résonance constituant les triplets peuvent également interagir avec des modes extérieurs par le biais d'autres formes de résonances telle que la résonance à trois modes v 0 ~ v 1 + v 2 , une situation qui n'est pas prise en compte dans le cadre théorique existant. Ces études apportent pour la première fois une preuve claire de l'existence de mécanismes de couplages non linéaires entre modes d'oscillations dans les pulsateurs compacts. Cette découverte résonne comme un avertissement pour les projets visant à mesurer les taux de changement des périodes dus à l'évolution dans les étoiles compactes en général. Les modulations de fréquence d'origine non linéaire peuvent potentiellement empêcher toute mesure fiable de ces taux, à moins de corriger ces effets auparavant. Les modulations observées caractérisées dans cette thèse apportent un regard nouveau sur "l'astérosismologie non linéaire" et appellent à revisiter les méthodes d'analyse des courbes de lumière pour en extraire les modes d'amplitude et de fréquence variables. Dans un futur proche, nous anticipons davantage d'attention portée à ces phénomènes non inéaires dans différents types d'étoiles pulsantes observées depuis l'espace, ainsi qu'un regain d'intérêt pour la théorie non linéaire des oscillations stellaires en général.

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Charpinet, Stéphane
Vauclair, Gérard
Ecole doctorale:Sciences de l'Univers, de l'environnement et de l'espace (SDU2E)
laboratoire/Unité de recherche :Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie (IRAP), UMR 5277
Mots-clés libres :Sous-naines de type B - Naines blanches - Photométrie - Non linear - Modulation
Sujets :Sciences de l'univers
Déposé le :21 Apr 2017 17:30