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Experts en : Étoiles bleues de faible luminosité, naines blanches, étoiles dégénérées et noyaux de nébuleuses planétaires

Bergeron, Pierre

BERGERON, Pierre

Professeur titulaire

Je m'intéresse à l'étude des étoiles naines blanches et plus particulièrement au calcul de modèles d'atmosphères. Les étoiles naines blanches représentent le dernier stade évolutif de plus de 97% des étoiles dans notre galaxie, y compris notre Soleil. Ayant épuisé les sources d’énergie nucléaires en leur centre, les naines blanches se refroidissent tranquillement sur des périodes de temps de plusieurs milliards d’années.

Elles possèdent une masse comparable à celle du Soleil mais dans un volume égal à celui de la Terre, ce qui en fait donc des objets extrêmement compacts dont la densité est un million de fois celle du Soleil. L’étude de ces cadavres stellaires et la détermination de leurs paramètres fondamentaux tels leur température, leur masse et leur composition chimique nous renseignent non seulement sur la nature de ces étoiles, mais aussi sur le lien évolutif avec les étoiles qui les ont engendrées.

La méthode la plus précise utilisée pour mesurer les paramètres fondamentaux des étoiles naines blanches consiste à comparer en détail les données spectroscopiques, c’est-à-dire la distribution du flux en fonction de la longueur d’onde, avec les prédictions théoriques obtenues à partir de modèles d’atmosphère, une méthode que nous peaufinons depuis des années à l’Université de Montréal. L’atmosphère d’une étoile correspond à cette mince couche superficielle d’où provient le flux du rayonnement.
Je m’intéresse également à l'étude des étoiles naines blanches variables de type ZZ Ceti, et plus particulièrement à la détermination empirique des limites en température de la bande d'instabilité. Mes projets théoriques utilisent des données photométriques et spectroscopiques obtenues aux différents observatoires de Kitt Peak en Arizona (2.3 m de Steward, 2.1 m et 4 m de Kitt Peak) et à l'Observatoire du Mont-Mégantic.

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Dufour, Patrick

DUFOUR, Patrick

Professeur agrégé

Mes travaux de recherche sont principalement orientés vers l’étude de l’atmosphère des étoiles naines blanches, et ce, autant d’un point de vue théorique (calculs détaillés de modèles d’atmosphères) qu’observationnel (observations spectroscopiques et photométriques). Les naines blanches sont des résidus d’étoiles de faible masse ayant épuisé leur réserve de carburant nucléaire. Une naine blanche typique est composée d’un noyau de carbone et d’oxygène représentant plus de 99% de sa masse, entouré d’une mince couche d’hélium qui elle-même est entourée, dans environ 80% des cas, d’une autre mince couche d’hydrogène. Ces couches, bien que minces, sont optiquement opaques et régulent le taux de perte d’énergie de l’étoile (c’est-à-dire son taux de refroidissement). Afin de bien comprendre l’évolution des naines blanches, il s’avère donc essentiel de bien comprendre les propriétés physiques de ces couches superficielles. L’analyse spectroscopique de la lumière provenant de l’atmosphère de naines blanches est la principale technique utilisée afin d’obtenir de l’information sur les parties externes des naines blanches. Mes travaux sont orientés vers l’analyse d’étoiles ayant des traces d’éléments lourds (type spectral DZ et DQ) ainsi que des étoiles ayant une atmosphère de carbone.

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Fontaine, Gilles

FONTAINE, Gilles

Professeur titulaire

Gilles Fontaine a réalisé des percées scientifiques remarquables dans au moins trois domaines de l'astrophysique des étoiles naines blanches. Chacune de ses contributions aurait pu, à elle seule, lui donner un statut de chef de file mondial. Ensemble, ces découvertes font de lui le plus grand spécialiste des naines blanches dans le monde. Son équipe a notamment démontré que les étoiles naines blanches ont beaucoup à nous apprendre sur le comportement de la matière dans des conditions extrêmes et sur l'évolution des étoiles. Fabriquant ses propres instruments, le professeur Fontaine a mis au point des outils théoriques et des outils d'observation d'une efficacité remarquable qui sont maintenant utilisés partout dans le monde. Certaines des méthodes qu'il a élaborées ont été utilisées pour déterminer l'âge du disque de notre galaxie et pour évaluer l'âge de notre univers. Les activités de recherche de Gilles Fontaine en astérosismologie et en évolution stellaire l'ont récemment amené à s'intéresser aux défis fascinants posés par la caractérisation des exoplanètes, l'un des grands enjeux de l'astrophysique contemporaine.

La plupart du temps, les propriétés d'une exoplanète ne peuvent être déterminées que si les caractéristiques fondamentales de son étoile-hôte sont connues. À ce chapitre, la méthode astérosismologique se révèle un outil de choix et permet, si menée à bon port, de déterminer avec grande précision les paramètres structuraux d'une étoile pulsante, sa stratification interne et son âge. C'est une avenue de recherche que Gilles Fontaine a commencé à explorer et qui a déjà fait ses preuves dans les cas de planètes qui ont été découvertes autour d'étoiles pulsantes. Il s'avère aussi qu'un nombre impressionnant et grandissant d'étoiles naines blanches portent la signature de débris planétaires, ce qui a créé la possibilité de déterminer la composition d'ensemble (bulk composition) de ces débris, un outil unique en planétologie. Ici, le potentiel est immense et fort prometteur. Les naines blanches jouent en quelque sorte le rôle d'un « substrat » sur lequel sont déposés les éléments lourds constituant les débris planétaires, mais un substrat perméable qui laisse passer ces éléments à des taux variables selon l'espèce en cause. En collaboration avec ses collègues Patrick Dufour et Pierre Brassard, un expert en calcul numérique, Gilles fontaine espère pouvoir bientôt être en mesure de simuler efficacement les épisodes d'accrétion-diffusion des débris planétaires sur les naines blanches.

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