Le pôle Étoile

Le pôle Étoile comprend 10 chercheurs permanents (CNRS, CNAP, maîtres de conférence, professeurs), des étudiants et post-docs et des chercheurs associés.

Le pôle est composé de deux équipes thématiques : SEISM (Sismologie pour l’Étude des Intérieurs Stellaires et leur Modélisation), et MagMaS (Magnetism & Massive Stars).

L’équipe SEISM a pour objectif principal d’étudier et d’améliorer la description physique des intérieurs stellaires. Pour cela, plusieurs travaux sont développés dans l’équipe en parallèle :

• Développements théoriques sur la turbulence stellaire, la rotation des étoiles au moyen de développements analytiques, de simulations numériques ;

• Développement de codes numériques : les développements théoriques sur la physique des intérieurs stellaires sont implémentés dans différents codes numériques ;

• Astérosismologie : les développements et améliorations de la description physique des étoiles doivent être testés par confrontation avec les observations. Les tests les plus sévères s’obtiennent au moyen de la sismologie. L’équipe se consacre donc aux développements de la théorie des oscillations, des diagnostiques sismiques, l’analyse des données sismiques fournies actuellement par les expériences spatiales CoRoT et Kepler.

L’équipe MagMaS a deux objectifs principaux :

• L’étude des champs magnétiques stellaires et des magnétospheres, en particulier par la spectropolarimétrie et les études UV et X.

• L’étude de la physique des étoiles massives, c’est-à-dire de leurs rotation, pulsations, champ magnétique, structure interne et environnement circumstellaire via plusieurs techniques. En particulier, MagMas utilise l’astérosismologie, la spectroscopie multi-longueur d’onde, la spectropolarimétrie, la photométrie, ainsi que la modélisation.

Une partie importante du travail du pôle Étoile est consacrée à des missions spatiales ou à des larges programmes d’observations au sol. L’obtention de données pour la sismologie requiert, au sol comme dans l’espace, des projets d’envergure internationale. L’équipe SEISM joue un rôle moteur dans plusieurs projets spatiaux : CoRoT, PLATO. Il en va de même pour la caractérisation des champs magnétiques stellaires avec les projets MiMeS, BinaMIcS et UVMag dans lequel l’équipe MagMaS a une forte implication.

Tout le pôle est impliqué dans l’exploitation des données fournies par l’expérience spatiale franco-européenne CoRoT. Le PI (Annie Baglin) de cette mission pilotée par le CNES et le responsable scientifique du programme de sismologie (Eric Michel) sont membres de l’équipe SEISM. 

L’équipe SEISM est également fortement impliquée dans la préparation de la mission PLATO (PLAnetary Transits and Oscillation of stars) qui a été sélectionnée le 19 février 2014 par le Comité du Programme Scientifique de l’ESA dans le cadre de son programme Cosmic Vision pour un lancement prévu en 2024. Ce télescope spatial permettra de découvrir et caractériser des systèmes planétaires comparables au système solaire. Font partie aussi de l’équipe SEISM, le responsable de la définition de l’ensemble des algorithmes de traitements sols et bords, Reza Samadi, et le responsable du groupe de physique stellaire en charge de spécifier la caractérisation des étoiles hôtes cibles de PLATO, Marie-Jo Goupil. Cette mission, tout comme CoRoT, cherchera à détecter des planètes extrasolaires mais aura aussi pour objectif d’étudier et de caractériser les étoiles hôtes simultanément au moyen de la sismologie. PLATO est un projet européen ambitieux faisant intervenir une grande partie de la communauté stellaire européenne.

Le co-PI du projet international MiMeS (Magnetism in Massive Stars), Coralie Neiner, est membre de l’équipe MagMaS. Ce projet se situe à l’interface des 2 thématiques de MagMas, puisqu’il s’agit d’étudier le magnétisme des étoiles massives via 3 grands programmes d’observations au CFHT, au TBL et à l’ESO. De même, Coralie Neiner est co-PI du projet international BinaMIcS (Binarity and Magnetic Interactions in various classes of Stars) et la PI, Evelyne Alecian, est chercheur affiliée au pôle Étoile. Ce projet étudie le champ magnétique des étoiles binaires spectroscopiques via 2 grands programmes d’observations spectropolarimétriques au CFHT et au TBL. De plus, Coralie Neiner est la PI du relevé spectropolarimétrique des cibles de la constellation de nano-satellites BRITE. Ce programme mesure le champ magnétique des 600 étoiles du ciel jusqu’à la magnitude V=4 avec les 3 spectropolarimètres haute-résolution disponibles au monde, c’est-à-dire Narval au TBL, ESPaDOnS au CFHT et HarpsPol à l’ESO. Ces cibles sont parallèlement étudiées en sismologie par la constellation BRITE. Enfin, l’équipe MagMaS mène le projet UVMag, une mission spatiale de spectropolarimétrie UV et visible pour l’étude dynamique 3D des étoiles et des planètes. La PI de ce projet spatial est Coralie Neiner.

Une forte interaction existe entre les deux équipes du pôle Étoile au travers des moyens utilisés comme la sismologie avec CoRoT et le projet PLATO. De plus, l’influence du champ magnétique sur la structure interne des étoiles est importante et doit être prise en compte, en particulier dans la modélisation des processus de transport. En retour, une modélisation réaliste de la structure interne et l’évolution des étoiles validée sismiquement est indispensable à l’interprétation des données spectroscopiques et spectropolarimétriques.

Une participation à l’équipe transverse, Exoplanètes, est naturelle au travers de l’apport de la sismologie à la caractérisation des propriétés (masse, âge,..) des étoiles abritant des systèmes d’exoplanètes.