Physique  |  Technique

 

Fabio Carron, 2004 | Fully, VS

 

Ce travail vise une étude de l’évolution stellaire, aussi bien théoriquement que pratiquement. Il se décompose en deux parties, comme suit : (I) un approfondissement de notre connaissance théorique de ladite évolution stellaire, et (II) l’utilisation de données du satellite Kepler ainsi que du télescope KPNO pour déterminer les différents paramètres d’un système binaire à éclipses. Ces valeurs sont calculées analytiquement, avant d’être comparées à des résultats publiés dans une autre étude. Enfin, grâce aux connaissance théoriques préalablement rassemblées, une interprétation de l’histoire évolutive de ce système binaire est proposée, puis vérifiée.

Problématique

La physique stellaire fournit des informations essentielles à la compréhension de l’Univers qui nous entoure. Les étoiles permettent non seulement la vie, elles jouent aussi un rôle important dans l’évolution du milieu interstellaire. Leurs modèles sont nécessaires pour comprendre pleinement la physique stellaire, puisque les contraintes observationnelles impliquent certaines faiblesses et/ou impossibilités. De fait, la physique incluse dans ces modèles, obtenues grâce à l’analyse de données, comme effectuée dans ce travail, permet de fortement influencer et améliorer de tels visualisations.

Méthodologie

Une théorie sans pratique est superficielle. Une pratique sans théorie, fragmentaire. C’est pourquoi ce travail comprend chacune de ces approches : une première partie consacrée à l’étude même de l’évolution stellaire, afin de mieux appréhender les divers concepts et outils ; une seconde subdivision dans laquelle est faite l’analyse d’un système binaire à éclipses, à partir de données collectées par le satellite Kepler, et le télescope KPNO. En effet, l’étude de certains objets en particulier, comme les binaires à éclipses notamment, représente un outil crucial pour mieux appréhender la réalité, en imposant certaines contraintes supplémentaires aux modèles actuels. À l’aide de graphiques créés sur Python, de formules mathématiques ou encore de principes physiques, plusieurs paramètres peuvent être calculés ou déduits.

Résultats

Pour la première partie, une étude se voulant complète a été effectuée : de la formation stellaire aux différents scénarios de fin de vie, en passant par les réactions de fusion nucléaire alimentant le cœur des étoiles, toute leur évolution a été traitée. En ce qui concerne l’analyse du système binaire, les rayons, les masses et les vitesses radiales de chaque étoile ont pu être calculés. La période du système, son demi-grand axe ainsi que la température de surface d’un astre à partir de celle de l’autre aussi. En outre, plusieurs calculs intermédiaires ont pu être effectués, pour s’assurer au fur et à mesure de la validité et de la précision des résultats obtenus.

Discussion

Les résultats ont été comparés avec ceux d’une étude publiée par plusieurs universités américaines et grecques. Les valeurs obtenues sont toutes relativement proches de celles figurant dans le papier. Les résultats sont donc concluants. De plus, grâce à la théorie accumulée dans la première partie du travail, il est possible de conclure l’analyse du système en le classifiant comme « semi-détaché » : un transfert de masse entre les deux étoiles, provoquant un changement de primaire, a eu lieu. En effet, une anomalie entre le cas théorique et les valeurs calculées a été rencontrée : une étoile nettement plus massive mais aussi plus petite que l’autre, semblant contredire ce que prédit l’évolution stellaire. Une solution a donc pu être trouvée, avec ce transfert de masse ayant eu lieu entre les deux astres.

Conclusions

Il a ainsi été possible d’étudier un système binaire à éclipses et d’en venir à des conclusions intéressantes quant à sa nature, avec les connaissances accumulées préalablement. Ces résultats pourraient être utilisés ultérieurement, afin d’apporter une base empirique solide à des théories et des modèles. De plus, il a été montré que de tels calculs ne relèvent pas forcément de formules trop poussées, et qu’ils sont passablement accessibles, pour qui serait motivé. Ainsi, ce travail vise aussi une approche plus didactique, en montrant qu’il est possible de faire de l’astrophysique chez soi, sans forcément nécessiter des années d’études.

 

 

Appréciation de l’experte

Dr. Sylvia Ekström

Le travail de Fabio Carron présente une excellente synthèse de l’évolution stellaire en présentant la physique qui la gouverne. La première partie démontre la bonne intégration que Fabio Carron a obtenue de la complexité de la physique stellaire. La deuxième partie du travail fournit un bel exemple d’utilisation de données obtenues par des outils d’astronomie professionnelle et leur disponibilité pour le grand public. L’ensemble du travail démontre l’enthousiasme de Fabio Carron pour ce sujet et sa capacité à conduire une analyse détaillée.

Mention:

très bien

Prix spécial de la Société suisse de physique (SSP)

 

 

 

Lycée-Collège de l’Abbaye de St-Maurice
Enseignant: Dr. Fabien Carrier