Rapport quadriennal 2002 - Laboratoire d'Astrophysique de l ...

Rapport d’activité 1999-2001
LAOG
rouges et de calcul de modèles d’atmosphères adaptés à ce type d’étoiles. Nous coordonnons ainsi nos efforts
dans le même but: contraindre les modèles évolutifs par des mesures précises et pertinentes d’abondances
superficielles et la réalisation de modèles évolutifs dont les prédictions sont amenées à devenir de plus en
plus réalistes. Précisons que tous les modèles évolutifs calculés aussi bien à Toulouse qu’à Grenoble sont
réalisés avec notre code d’évolution stellaire, développé au LAOG.
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Fig. : Profils d’abondance de différents éléments chimiques clés sous l’enveloppe convective d’une étoile AGB au
moment du dredge-up. La prise en compte de mécanismes de transport de matière à cet endroit permet la mise en
évidence de la région enrichie en 13C et 14N.
2.3.3 Les progrès à la phase AGB
Le rôle des mécanismes de mélange de matière et le couplage de ceux-ci avec les réactions nucléaires à
l’endroit des couches en fusion, sous l’enveloppe convective, sont encore plus complexes et déterminants à
la phase ultime AGB. C’est entre autres un tel couplage qui est directement à l’origine de la synthèse, en
grande partie par ces étoiles, de tous les éléments lourds, au-delà du Fe, par le processus s.
Nous avons poursuivi la modélisation de la phase TP-AGB (phase AGB terminale durant laquelle se
produisent les pulses thermiques) en prenant en compte divers mécanismes possibles de mélange. Nous
avons en particulier montré, sur base de modèles évolutifs, qu’un traitement diffusif (dépendant du temps) de
l’overshooting sous l’enveloppe convective permettait à la fois de faciliter la pénétration de celle-ci dans la
région inter-couche à la suite des pulses thermiques (le troisième dredge-up) et la production d’une poche de
CN (considérablement enrichie en 13C et 14N), dans laquelle par la suite, est sensé se dérouler le processus
s. Il est d’ores et déjà démontré que c’est bien ce type de mécanisme qui sera capable d’expliquer
l’enrichissement observé en 12C et en éléments s à la surface des étoiles AGB au cours du temps. Afin
d’étudier en grand détail la nucléosynthèse (en particulier des éléments lourds) qui découle de ces processus
de mélange dépendant du temps, nous avons entamé une forte collaboration avec l’Institut d’Astronomie et
d’Astrophysique de Bruxelles (IAA, Belgique), spécialisé dans la nucléosynthèse stellaire, et plus
spécifiquement le processus s (qu’à Grenoble, nous ne traitons que sommairement). Soutenue par un
financement européen (programme Tournesol), cette collaboration nous permet de contraindre la physique
(encore inconnue) des mécanismes de mélange par la nature du processus s produit par la poche de CN qu’ils
engendrent. Nos codes ont été adaptés pour calculer en grand détail cette nucléosynthèse sur base des
modèles évolutifs que nous produisons au LAOG, en particulier grâce au post-doctorat Marie-Curie de
Lionel Siess à Bruxelles. A terme, nous espérons pouvoir produire des modèles évolutifs cohérents d’étoiles
AGB, reproduisant correctement toutes les anomalies d’abondances et de rapports isotopiques observés, et en
particulier l’enrichissement en 12C et en éléments s. Signalons qu’un effort tout particulier vient d’être
entrepris concernant les étoiles primordiales (à métallicité presque nulle) pour lesquelles les premières
observations d’abondances d’éléments lourds (réalisées par l’équipe bruxelloise) commencent. Nous avons
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