Evolution des étoiles de type O en étoiles Wolf-Rayet

Séverine RAIMOND
Licence de Physique Chimie
Parcours Physique et applications
UFR Sciences – Université d’Angers
Mémoire de TER - 12 juin 2006

1
R
R
R E
E
E M
M
M E
E
E R
R
R C
C
C I
I
I E
E
E M
M
M E
E
E N
N
N T
T
T S
S
S
Je tiens à remercier Monsieur Jacques OBRIOT, mon enseignant encadrant. Connaissant ma
passion pour l’astrophysique, il m’a proposé de prendre contact avec Monsieur Gwenaël
SKALKOWSKI, un de ses anciens étudiants qui prépare une thèse en astrophysique à
l’université de Montréal, afin que je puisse réaliser mon TER dans ce domaine. Il a aussi été
très disponible et m’a conseillée sur l’élaboration de mon projet.
Je remercie également M. Gwenaël SKALKOWSKI, mon responsable de stage. Il m’a permis
de réaliser ce projet dans le domaine qui me passionne le plus, à savoir l’astrophysique.
Malgré son emploi du temps chargé, il a pris le temps de me guider dans mes recherches et de
répondre à toutes les questions que je pouvais me poser. Grâce à lui, j’ai pu approfondir mes
connaissances en astrophysique, plus particulièrement en ce qui concerne les étoiles massives.

2
T
T
T A
A
A B
B
B L
L
L E
E
E D
D
D E
E
E S
S
S M
M
M A
A
A T
T
T I
I
I E
E
E R
R
R E
E
E S
S
S
INTRODUCTION…………………………………………………………………….3
I- LE SYSTEME DE CLASSIFICATION DES ETOILES…………4
1. Les types spectraux des étoiles……………………………………..5
2. Les classes de luminosité des étoiles………………………………8
II-ETUDE SPECTRALE DES ETOILES DE TYPE O ET WR...11
1. Les étoiles de type O...........................................................................11
2. Les étoiles de type Wolf-Rayet.......................................................12
3. Evolution des étoiles de type O en WR........................................14
III- LES DIFFERENTES THEORIES EXPLIQUANT L’EVOLUTION
DU TYPE O AU TYPE WR……………………………………………………..18
1. La binarité.............................................................................................18
2. La rotation.............................................................................................19
3. L'astéroséismologie.............................................................................21
CONCLUSION…………………………………...…………………………………..23
BIBLIOGRAPHIE...………………………………………..……………………….24

3
I
I
I N
N
N T
T
T R
R
R O
O
O D
D
D U
U
U C
C
C T
T
T I
I
I O
O
O N
N
N
Le sujet de mon TER concernera l’évolution des étoiles de type O en étoiles de type WR
(Wolf-Rayet), en me basant principalement sur leur contenu spectral.
Les étoiles de type O ne représentent qu’un petit pourcentage des étoiles connues, cependant
elles jouent un rôle primordial dans l’évolution des galaxies.
En effet, elles représentent la source principale d’enrichissement du milieu interstellaire en
éléments lourds (lors de leur explosion en supernova) et on peut ainsi comprendre leur
importance en sachant que ces éléments lourds auront conduit à l’apparition des planètes, puis
de la vie.
Parmi les étoiles de type O les plus massives, certaines deviennent en fin de vie des WR,
étoiles pouvant contribuer encore plus à fournir des éléments lourds dans le milieu
interstellaire.
C’est pourquoi mon étude sera consacrée à comprendre comment cette évolution apparaît
chez certaines de ces étoiles de type O.
Je diviserai mon étude en trois chapitres :
- Dans un premier temps, je présenterai le système de classification des étoiles
(classement MK) en m’appuyant sur leurs spectres et je mettrai en avant les
particularités des étoiles massives.
- Ensuite, je réaliserai une étude des spectres des étoiles de type O et des Wolf-
Rayet.
- Je terminerai sur les différentes théories que nous connaissons à l’heure
actuelle et qui expliquent ce phénomène. Je parlerai de l’influence de la binarité
sur les étoiles, de la rotation et développerai la théorie de l’astéroséismologie.

4
I- LE SYSTEME DE CLASSIFICATION DES ETOILES.
Afin de mieux comprendre la problématique posée, nous allons commencer par décrire le
système de classification des étoiles adopté par les astrophysiciens.
Figure1: Le diagramme d'Hertzsprung-Russell, avec ici 22000 étoiles du Catalogue
Hipparcos et 1000 étoiles de faible luminosité tirées du Catalogue Gliese des Etoiles
Proches. [1]