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TOUPIES

TOUPIES : "TOwards Understanding the sPIn Evolution of Stars"

Comprendre l'évolution du moment angulaire des étoiles de type Soleil est l'un des défis les plus importants et les plus excitants de l'astrophysique stellaire moderne. Le passage des noyaux pré-stellaires aux proto-étoiles s'accompagne d'une diminution du moment angulaire de quatre ordres de grandeur, sous l'effet sans doute de puissants jets magnétiques. Durant la phase de pré-séquence principale, l'interaction magnétique entre l'étoile nouvellement formée et son disque d'accrétion semble dicter l'évolution de sa rotation, l'empêchant de tourner sur elle-même, même si l'étoile s'approche de la séquence principale et gagne du moment angulaire de son disque d'accrétion. A son arrivée sur la séquence principale, la plus grande dispersion est observée dans les vitesses de rotation des étoiles de type solaire, caractérisées par des vitesses de rotation comprises entre 10 km/s et 200 km/s. Quelques milliards d'années plus tard, à l'âge du Soleil, les vitesses de rotation excèdent rarement les quelques km/s, et la dispersion initiale a chuté à quelques pour cent seulement. La chute de spin rotationel des étoiles de faible masse de la séquence principale semble résulter de l'effet de freinage des vents magnétiques.

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Si les principaux processus physiques qui influent sur l'évolution de la rotation des étoiles de type solaire sont probablement identifiés (vents magnétiques, interaction disque-étoile, transport interne de moment angulaire), aucun n'est encore totalement compris à ce jour, et quelques-uns seulement figurent dans les modèles d'évolution stellaire. L'objectif du présent projet est d'acquérir une meilleure compréhension des processus physiques en jeu dans l'évolution de la rotation des étoiles de type solaire (dynamos stellaires, accrétion du disque, vents magnétiques, transport de moment angulaire, mélange chimique, etc) et de les inclure dans une nouvelle génération de modèles stellaires dont les prédictions peuvent être comparées à des contraintes observationnelles précises. Celles-ci seront obtenues dans le cadre du projet, en mesurant les vitesses de rotation de centaines d'étoiles de faible masse à différents stades d'évolution, de leur naissance à l'âge du Soleil. Parce que le champ magnétique est un ingrédient essentiel à la plupart des processus physiques qui régissent l'évolution de la rotation (vents stellaires, interaction étoile-disque, couplage noyau-enveloppe), un effort important sera consacré à mesurer le champ magnétique de surface des étoiles de type solaire à toutes les stades de leur évolution. Enfin, la proportion de lithium offre une fenêtre unique sur les processus de transport du moment angulaire interne, tel le mélange chimique résultant d'instabilités hydrodynamiques. Le calcul des taux de rotation, des propriétés magnétiques, et des abondances en lithium fournira l'ensemble le plus complet et le plus rigoureux de contraintes observationnelles qui seront utilisées pour confronter les prédictions d'une nouvelle génération de modèles d'évolution de moment angulaire.

Site Web dédié : http://ipag.osug.fr/Anr_Toupies/spip.php?rubrique2

Consortium TOUPIES : IPAG (Grenoble), IRAP (Toulouse), AIM (Saclay), LUPM (Montpellier)

Contact IRAP : Pascal Petit, pascal.petit@irap.omp.eu

Equipe IRAP : Jerome Ballot, Corinne Charbonnel, Boris Dintrans, Jean-Francois Donati, Laurene Jouve, Julien Morin, Pascal Petit

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