Rotation-induced mixing and thermohaline instability in low- and intermediate-mass stars. Consequences on the Galactic evolution of light elements.
Mélange induit par rotation et instabilité thermohaline dans les étoiles de faible masse et de masse intermédiaire. Conséquences sur l'évolution des éléments légers dans la Galaxie.
Résumé
Numerous spectroscopic observations provide compelling evidence for non-canonical processes that modify the surface abundances of low- and intermediate mass stars beyond the predictions of standard stellar theory. In this thesis, we compute a grid of stellar evolutionary models for various masses and metallicities and including, for the first time, rotation-induced mixing and thermohaline instability. This grid allows us to study the effects of these two transport processes on the stellar structure, on the surface abundances, and on asteroseismic properties of low- and intermediate-mass stars. On the other hand, we study the effects of thermohaline instability and rotation-induced mixing on the evolution of the light elements in the Milky Way. We conclude that thermohaline mixing is the dominant physical process in low-mass red giants governing the chemical composition of their atmospheres, and it is the only physical mechanism known so far to solve the so-called "Helium-3 problem" plaguing in the literature since many years.
De nombreuses observations spectroscopiques fournissent des preuves convaincantes sur l'existence d'un processus de mélange, non-prédit par les modèles classiques d'évolution stellaire, modifiant les abondances de surface des étoiles de faible masse et de masse intermédiaire. Durant cette thèse, le calcul d'une grille de modèles stellaires à différentes masses et métallicités incluant pour la première fois le mélange thermohaline et le mélange induit par rotation, nous a permis d'étudier les effets de ces deux processus de transport sur la structure, sur les abondances en surface, ainsi que sur les propriétés astérosismiques de ces étoiles ; ainsi que leurs effets sur l'évolution chimique de la Galaxie. Nous avons conclu que le mélange thermohaline est le processus dominant dans les géantes rouges de faible masse gouvernant la composition chimique de leur atmosphère, et qu'il est le seul processus physique connu jusqu'à présent qui permet de résoudre le problème de l'Helium-3 dans la Galaxie.