Proefschift--Universiteit Leiden, 2004.

Le domaine temporel est celui le moins exploré en astronomie [4]. À ce jour, les objets astronomiques connus variant avec les périodes les plus courtes sont les pulsars qui varient avec des périodes de quelques millisecondes. C'est pourquoi, une technique basée sur la théorie de Fourier est proposée pour détecter des objets qui varient avec des périodes extrêmement courtes (10* s et moins). Remarquez qu'il existe des indications que ces objets pourraient exister [10]. La distribution spectrale d'une source lumineuse variant avec une période très brève est donnée par la transformée de Fourier de la variation temporelle. Il en résulte que la distribution spectrale est modulée par une variation périodique fréquentielle. Durant la dernière décennie, des relevés {surveys) spectroscopiques ont été faits par le SDSS. La banque de données spectrales du SDSS-IIDR7 contient environ 2.5 millions de spectres, dont 700 000 étoiles, 1.4 million de galaxies et 200 000 quasars (et près de 100 000 spectres du ciel), lesquels sont accessibles au public. Pour analyser ces spectres, des techniques utilisant les transformées de Fourier et un logiciel de détection {Matlab) ont été développés. Comme le logiciel peut faire des fausses identifications, l'inspection visuelle des spectres extraits est requise. Les résultats obtenus (voir chapitre 4) montrent que pour certaines étoiles ordinaires, des modulations spectrales statistiquement significatives ont été découvertes. Pour les étoiles et les galaxies, les distributions statistiques obtenues sont compatibles avec celle de Rayleigh, mais pour les 23 quasars sortis les statistiques de petits nombres semblent biaiser cette compatibilité. Finalement, bien que la justification originale pour cette recherche consiste à découvrir des pulsateurs ultra-rapides, il n'en demeure pas moins qu'on peut également découvri

Plusieurs études ont montré que les étoiles bleues de la branche horizontale (étoiles BHB) chaudes (Teff ≳ 11500 K) des amas globulaires présentent des anomalies d’abondances causées par le processus de la diffusion atomique. Il a été démontré que la diffusion atomique entraîne selon l’étoile, une stratification verticale de certains éléments chimiques. L’objectif de ce projet vise à élargir notre compréhension des étoiles BHB en menant une analyse de leurs propriétés physico-chimiques. L’emphase est mise sur les étoiles BHB du champ qui ont été beaucoup moins étudiées, mais qui, de par leur histoire évolutive et leur environnement différents, devraient permettre d’élargir le domaine des paramètres de base (comme la métallicité). Des modèles d’atmosphère stellaire calculés avec le code atmosphérique PHOENIX sont utilisés pour ce travail. Le spectrographe ESPaDOnS du télescope Canada-France-Hawaï a permis d’obtenir des spectres de très haute résolution (R = 81000) pour quatre étoiles BHB du champ. Le code de transfert radiatif ZEEMAN2 a été utilisé pour une analyse détaillée des raies spectrales. Les résultats de cette analyse indiquent l’existence d’une surabondance de métaux dans les étoiles chaudes HD213781 et Feige 86, marquant ainsi la présence de la diffusion atomique dans ces étoiles. Une stratification verticale du phosphore et une stratification marginale du fer sont détectées dans HD213781 et Feige 86, respectivement. Comme leurs homologues des amas globulaires, les étoiles BHB froides du champ HD128801, HD143459 et HZ27 ne montrent aucune signature de diffusion. Ces variations de l’abondance des éléments soulèvent une question lors de l’évaluation des paramètres atmosphériques (Teff et log g) à partir de modèles de métallicité fixe. De ce fait, l’effet de la métallicité est ici étudié pour 20 étoiles BHB connues dans les amas globulaires M3 et M13. Les paramètres atmosphériques de ces étoiles sont alors extraits en utilisant des modèles d’atmosphère de six métallicités [Fe/H] différentes variant entre -2:0 et +0:5 dex par rapport à la métallicité solaire. Deux méthodes d’analyse, spectroscopique et photométrique, sont utilisées. Seules les valeurs spectroscopiques de Teff et log g obtenues pour les étoiles plus chaudes montrent un changement, bien que léger, avec la métallicité. Par ailleurs, cette analyse souligne qu’un simple ajustement de la métallicité des modèles ne peut régler le problème de la faible gravité spectroscopique observée pour les étoiles BHB chaudes. Enfin, pour augmenter l’échantillon d’étoiles BHB chaudes connues dans le champ, de nouvelles observations de 21 étoiles ont été faites à l’Observatoire du Mont-Mégantic. Entre autres, trois nouvelles étoiles BHB du champ ont été caractérisées pour la première fois. / Several studies have shown that hot (Teff > 11500 K) blue horizontal branch stars (BHB stars) in globular clusters present abundance anomalies caused by the atomic diffusion process. It was demonstrated that atomic diffusion leads in certain stars to vertical stratification of some chemical elements. The aim of this project is to expand our comprehension of BHB stars by analyzing their physico-chemical properties. A special emphasis is put on field BHB stars. These stars are not as well studied, but because of their different evolutive history and environment, they should permit a widening of the domain of the basic parameters (like metallicity). Stellar atmosphere models computed with the atmospheric code PHOENIX were used for this work. The échelle spectrograph ESPaDOnS at the Canada-France-Hawaï telescope allowed to obtain high resolution (R = 81000) spectra of four field BHB stars. The radiative transfer code ZEEMAN2 was used for a detail analysis of the spectral lines. The results of this spectral analysis show the existence of an overabundance of metals in the hot stars HD213781 and Feige 86, indicating the presence of atomic diffusion in these stars. A vertical stratification of phosphorous and a marginal vertical stratification of iron are detected in HD213781 and Feige 86, respectively. Like their counterparts in globular clusters, the cold field BHB stars HD128801, HD143459, and HZ27 present no signature of atomic diffusion. These abundance variations raise a question for the evaluation of the atmospheric parameters from models with a fixed metallicity. Thereby, the metallicity effect is studied here for twenty known BHB stars in the globular clusters M3 and M13. The atmospheric parameters of these stars are extracted using atmosphere models for six different metallicities [Fe/H] in the range between -2:0 and +0:5 dex relative to the solar metallicity. Two analysis methods, based on spectroscopy and photometry, were used. Only the spectroscopic values of Teff and log g obtained for the hottest stars show a variation, although small, with the model metallicity. Otherwise, this analysis demonstrates that a simple adjustment of the model metallicity cannot solve the problem of the low spectroscopic gravity observed for the hot BHB stars. Finally, to increase the sample of known hot field BHB stars, new observations of 21 stars have been made at the Observatoire du Mont-Mégantic. Three new field BHB stars have been characterized for the first time.

Un spectromètre imageur pour l'astronomie conçu spécifiquement pour être utilisé au télescope de 1.6 m de l'observatoire du mont Mégantic a été réalisé sur la base d'un interféromètre de Michelson. Un spectre pour chacun des quelques 1.4 millions de pixels que contient l'image peut être obtenu par le calcul de la transformée de Fourier des interférogrammes. Ceux-ci sont recueillis sous la forme d'une série d'images panchromatiques de la scène prises à différentes valeurs équidistantes de différences de parcours optiques dans l'interféromètre. Cette façon de faire confère à l'instrument un caractère distinctif dans l'ensemble des concepts de spectromètres imageurs existants puisque, pour la totalité de la mesure, toute la lumière de la scène dans le champ de vue alloué au détecteur est captée et ce pour la pleine étendue spectrale de celui-ci. Ce pouvoir de collection de lumière inégalé présente à la fois des avantages et des inconvénients qui sont discutés dans le présent document. L'instrument, baptisé SpIOMM, qui résulte de ces travaux est au moment de sa mise en service le premier du genre au monde à produire des résultats scientifiques dans la bande du visible (350 - 900 nm).

More than 80% of the stars in the Universe are expected to have initial masses below eight to ten times the mass of our sun. These low mass stars, including our sun, become cool red giants during one of the final evolutionary stages of their life: the Asymptotic Giant Branch (or AGB) phase. AGB stars are among the main producers of carbon and heavy (s-process) elements in the Universe. These elements are synthesized inside the star and mixed to the stellar atmosphere where stellar winds are responsible for the loss of more than 50% of the stellar mass, hence, AGB stars are strong polluters of the interstellar medium. The ejected material can clump together into dusty particles which may serve as ingredients for the birth of new stars and planets. When most of the AGB stellar envelope is lost, the AGB star stops releasing nuclear energy from interior processes and swaps its giant face for a planetary nebulae look, whereafter it fades away as a white dwarf.<p><p>The dredge-up of carbon and s-process elements into the AGB atmosphere causes an important chemical anomaly among them: initial oxygen-rich stars (M stars) are transformed into carbon-rich stars (C stars). As a consequence, a group of oxygen-rich AGB stars exists which makes the transition between M and C stars. These transition stars are classified as S.<p><p>Although AGB stars are identified as producers of heavy elements, their nucleosynthesis and mixing processes are weakly constrained due to large uncertainties on their estimated temperature, gravity and chemical composition. Stronger constraints on the atmospheric parameter space, hence interior processes, of AGB stars can be obtained by investigating the atmosphere of S stars. Since they are transition objects on the AGB, they trace the rise of the s-process. S stars are less numerous than C stars, but their optical spectra are brighter making it easier to identify atomic and molecular lines. Therefore, S stars belong to the most interesting objects along the AGB to perform this task.<p><p><p><p>From a practical point of view, the spectra of S stars are extremely difficult to study since they are dominated by different, overlapping molecular bands, and the spectral shape may vary strongly from star to star due to their transition status. Therefore, tailored model atmospheres for S stars are of utmost importance to understand the spectroscopic, and even photometric, changes in terms of variations in the atmospheric parameters. A comparison between the models and observations aims not only at constraining the atmospheric parameter space of S stars, it will also test the reliability of 1D state-of-the-art model atmospheres for such complex stars.<p><p><p><p>From an evolutionary point of view, the S-star family is contaminated with stars who gained their atmospheric enrichment in heavy elements from a companion star. Evidences were found that these binary S stars are not at all located on the AGB, hence, they are labelled as extrinsic S stars while S stars on the AGB are labelled as intrinsic. The difference in evolutionary stages between intrinsic and extrinsic S stars was already found 20 years ago, however, a separation in terms of surface temperature, gravity and chemical composition is not well-established due to the lack of S-star model atmospheres. Such a distinction in atmospheric parameters will facilitate the discovery of these intruders and even help to calibrate stellar evolutionary models of single and binary stars.<p>To achieve these goals, the first step consists in the construction of a grid of model atmospheres for S stars. The grid will be used to quantify the influence of atmospheric parameters on the model structure and emergent flux. These results will be analyzed to derive precise atmospheric parameters of observed S stars, using a set of well-defined photometric and spectroscopic indices. Once the best model atmosphere has been selected for all observed S stars, their atmospheric parameters will be discussed in view of their evolutionary stage. The best-fitting model atmosphere will also be used to derive abundances from spectral syntheses. The abundance profiles are compared with stellar evolution model prediction to constrain nucleosynthesis and mixing processes inside S stars. Derived abundances of unstable elements will be used to estimate, for the first time, the age of AGB stars. Finally, their abundance profile will be discussed as a function of their time spent on the AGB. / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished