Naines brunes et étoiles de très faible masse - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 1997

Naines brunes et étoiles de très faible masse

Xavier Delfosse

Résumé

Very low mass stars and brown dwarfs are the most numerous stellar population in the Galaxy. Their observations have long been difficult (or even impossible) because oftheir very low luminosities. Recent instrumental progress (in particular on infrared detectors) have changed this situation. Two particulary important astrophysical issues need a good determination of the mass function (number of objects per mass interval): the influence of this population on Galactic dynamics, and the behaviour of the initial mass function at the bottom of the main sequence. These objects also severely test our understanding of the physics of degenerate objects and of dense cool stellar atmospheres dominated by molecular opacities. ln this thesis I have used DENIS (a Deep Near Infrared Southern sky survey) to determine the luminosity function (number of objects per luminosity interval) down to the bottom of the main sequence. During this work, one of the first two confirmed field brown dwarfs was discovered, and spectroscopically followed-up. To then derive the mass function, a binarity study is needed: 1° to correct the luminosity function for its binary bias, and 2° to obtain an accurate mass-Iuminosity relation. A systematic search for spectroscopie binaries was thus started during this thesis. It shows that the solar neighbourhood is still not weIl know: a significant number of companions remain unknow (11 are identified here), and distances to unrecognised binaries are underestimated. As an interesting byproduct of the stellar multiplicity study, we have obtained important information on stellar rotation at the bottom of the main sequence. We demonstrate that the time scale for angular momentum dissipation continues to increase with decreasing mass, to reach a few Gyr at spectral type M3-M4 (about 0.3 solar masses).
Bien qu'elles dominent en nombre la population stellaire de la Galaxie, les étoiles de très faible masse et les naines brunes sont longtemps restées difficiles (voir impossibles) à observer, à cause de leur faible luminosité. Les progrès récents des techniques instrumentales (et en particulier des détecteurs infrarouges) permettent maintenant de s'y intéresser et de commencer à répondre à de nombreuses questions. Parmi celles-ci, deux sont particulièrement importantes et nécessitent une bonne détermination de la fonction de masse (nombre d'objets par intervalle de masse): l'influence de cette population sur la dynamique Galactique, et le comportement de la fonction initiale de masse à l'approche du régime naine brune. Ces objets permettent d'autre part des tests sévères de notre compréhension de la physique des objets dégénérés, et des atmosphères denses et froides dominées par les opacités moléculaires. Dans cette thèse, j'ai d'abord déterminé la fonction de luminosité (nombre d'objets par intervalle de luminosité) jusqu'à la limite étoiles-naines brunes, ce qui est la première étape de la construction de la fonction de masse. Pour cela j'ai utilisé le relevé DENIS (a Deep Near Infrared Southern sky survey qui est parfaitement adapté à la détection de ces objets, et étudié les biais importants de la fonction de luminosité introduits par le bruit. Au cours de ces travaux la première naine brune confirmée du champ a été découverte et une étude spectroscopique des naines brunes froides a été entreprise. Pour passer de cette fonction de luminosité à la fonction de masse, il est ensuite necessaire, 1- de corriger le biais important de la fonction de luminosité causé par les étoiles binaires, et 2- de disposer d'une bonne relation masse-luminosité. Ces deux étapes de la détermination de la fonction de masse passent par une étude de binarité. Une recherche systématique de binaires spectroscopiques a donc été entreprise dans cette thèse. Elle a révélé que le voisinage solaire (à moins de 9 pc) reste mal connu, et qu'un nombre important de compagnons y reste à découvrir (11 ont été mis en évidence ici). La distance des systèmes doubles non identifiés est également sous-estimée. Enfin, l'étude de la rotation des naines M du champ a été un sous-produit important du programme de recherche de binaires. Elle a clairement montré que l'activité chromosphérique de ces objets, depuis longtemps connue, est bien due à leur rotation. L'allongement du temps de freinage aux type spectraux les plus tardifs est ainsi demontrée jusqu'à des âges beaucoup plus grands, et jusqu'à des masses où les étoiles sont entièrement convectives.
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Dates et versions

tel-00686419 , version 1 (10-04-2012)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00686419 , version 1

Citer

Xavier Delfosse. Naines brunes et étoiles de très faible masse. Astrophysique galactique [astro-ph.GA]. Universite Scientifique et Medicale de Grenoble, 1997. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00686419⟩
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