Léa PLANQUART - Faculté des Sciences

Titre de la thèse: "Mass transfer in evolved binary stars: A study of prototypical systems "
Résumé de la thèse: 
La moitié des étoiles sont gravitationnellement liées à un compagnon stellaire, composant ainsi un système binaire. Cette configuration influence leur évolution mutuelle et, plus spécifiquement, lorsqu’une des étoiles évolue vers des dimensions de géante. Les mécanismes d’interaction entre une étoile évoluée géante et son compagnon sont à l’origine d’un large éventail de phénomènes astrophysiques, tels que les explosions de supernovæ et les nébuleuses planétaires asymétriques.
Pour comprendre l’évolution des systèmes binaires, il est indispensable de caractériser les processus d’interaction à l’oeuvre entre les deux étoiles. Cependant, l’importante luminosité de la géante ne permet d’inférer la présence du compagnon que de manière indirecte, via des signatures dans la dynamique et la morphologie de l’étoile et de son environnement. Sonder l’environnement circumstellaire proche, en vue de détecter de telles signatures, exige des techniques d’observation avancées, en terme de résolution spatiale, spectrale et/ou temporelle. L’axe de recherche de cette thèse vise à fournir des contraintes observationnelles pour les systèmes binaires composés d’étoiles évoluées. En combinant des méthodes de détection complémentaires, nous analysons deux systèmes choisis en tant que prototypes.
Le premier cas d’étude prend en considération les étoiles de la branche des géantes asymptotiques (AGB). Leur atmosphère étendue est soumise à des pulsations régulières qui alimentent des vents stellaires lents, contribuant ainsi à l’enrichissement chimique de l’univers. Le cas étudié, le système V Hydræ, se compose d’une étoile AGB carbonée pulsante. La détection et caractérisation d’un compagnon dans ce système permet d’expliquer les premières étapes de la transition vers les structures, principalement bipolaires, trouvées parmi les descendants des étoiles AGB, tels que les étoiles post-AGB et les nébuleuses planétaires.
Le second cas d’étude s’intéresse à un système composé d’une étoile géante rouge et d’une naine blanche dont l’interaction engendre une activité symbiotique. Dans certains systèmes, l’importante accrétion de matière sur la naine blanche peut déclencher des phénomènes explosifs récurrents : des novæ. Le système étudié, T Coronæ Borealis, constitue le prototype de cette classe de novæ récurrentes symbiotiques. La caractérisation du système dans son état super-actif récent favorise une meilleure compréhension de l’état du système, précédant sa prochaine explosion nova.
Les deux études de cas présentées ici attestent que les techniques d’observation nous permettent, désormais, de localiser le gaz et la poussière entre une géante rouge et son compagnon invisible, et d’en déduire les mécanismes de transfert de masse à l’oeuvre dans ces systèmes.