Titre Analyse Astéroséismologique des étoiles EC14026

Titre Analyse Astéroséismologique des étoiles EC14026
Auteur(s) Stéphane Charpinet
Laboratoire Laboratoire d’Astrophysique
Adresse 1 Observatoire Midi-Pyrénées
Adresse 2 14, avenue Edouard Belin
Adresse 3 31400 Toulouse
email [e-mail]
I) Introduction, contexte scientifique
Les étoiles EC14026 forment une classe d'étoiles pulsantes dont la découverte remonte à 1997
(Kilkenny et al. 1997, MNRAS, 285, 640). Ce sont des objets chauds, relativement compacts,
appartenant à la classe des étoiles sous-naines de type B (ou sdB) et montrant de rapides
variations de luminosité multi-périodiques, avec des périodes comprises entre 80 et 600s, de
faibles amplitudes (quelques millimagnitudes). Observées en photométrie rapide avec des
télescopes de taille suffisante (par exemple le Télescope de 3.6m du CFH), ces étoiles révèlent
souvent un nombre significatif de modes de pulsation, rendant possible leur analyse
astérosismologique détaillée. Ce sont à ce jour les seules étoiles de la Branche Horizontale (i.e.,
en phase de brûlage de l'hélium dans le noyau) offrant cette opportunité de contraindre leur
structure interne par l'analyse des pulsations. D'un point de vue théorique, le mécanisme
d'excitation des pulsations a été identifié et les modèles actuels sont en mesure de reproduire
les propriétés globales de cette classe d'étoiles pulsantes (voir Charpinet et al. 2001, PASP,
113, 775 pour une revue sur le sujet). Ces modèles sont maintenant utilisés pour exploiter les
opportunités d’analyse qui nous sont offertes par la richesse du spectre de pulsation de ces
étoiles. Les outils informatiques permettant, par une méthode directe, d'isoler les meilleurs
modèles pouvant reproduire les périodes observées ont été récemment développés.
Gourmands en temps CPU, ils nécessitent l'usage d'une stratégie de calcul en parallèle.
II) Activités du dernier semestre et justification pour un renouvellement
En 2004, le serveur Magellan n’a été utilisé que très partiellement pour ce projet (676h sur
8000h allouées) en raison des fortes limitations liées à la lenteur des CPUs et aux contraintes
de queues qui le rendent largement non compétitif par rapport à d’autres moyens maintenant
disponibles (par exemple, une grappe de 16 PC Athlon 2.2Ghz en service au laboratoire
d’astrophysique). A titre d’exemple, un calcul de grille nécessitant l’évaluation de 400,000
modèles (une charge qui devient typique dans le cadre de ce projet) s’élève à environ 4 jours
de calcul en utilisant les 16 processeurs de la grappe de PC. Sur Magellan, avec 32 processeurs,
la limite de 1 mois en temps mono CPU imposée par le système de queue était atteinte en 24h
environ, avec seulement 1/15 de la grille effectivement calculée. Il faudrait donc relancer 15
fois le code dans le système de queue pour un minimum de 15 jours de calcul (mais beaucoup
plus en réalité, en raison du temps d’attente dans la queue à chaque relance…). Néanmoins, la
mise en service récente du serveur Soleil fait disparaître ces limitations. Les codes utilisés dans
ce projet ont été portés sur Soleil où ils sont à présent opérationnels. Ce nouveau serveur est
très compétitif comme le montrent des calculs récents (2408h de calcul monoprocesseur
cumulées depuis la mise en service de Soleil).

L’utilisation des serveurs de CALMIP (i.e., Magellan et Soleil) en 2004 est liée à l’exploitation
d’un nouveau code basé sur un algorithme génétique parallèle pour l’optimisation multimodale
et destiné à l’analyse astérosismologique des étoiles pulsantes, en particulier des étoiles
EC14026. L’analyse astérosismologique repose également sur le calcul de grilles fines (lourdes
a calculer car nécessitant l’évaluation de beaucoup de modèles) autour des solutions identifiées
par le code génétique afin d’en étudier les propriétés. Magellan a été utilisé (dans la limite de
ses capacités) pour une partie de l’étude sismique de trois étoiles EC 14026, PG 1219+534,
Feige 48 et PG 0014+067, sur la base de données obtenues au Télescope Canada-France-
Hawaii (un article soumis à A&A et deux autres en cours de préparation, plus une
communication et deux posters présentés à une conférence en Juillet 2004). Soleil a permis
l’amorce de l’étude détaillée des pulsations d’une 4ème étoile EC14026, PG 0048+091, qui sera
poursuivie en 2005.
Pour 2005, l’analyse des données d’une campagne WET obtenues sur l’étoile KPD1930+2752
en août/septembre 2003 nécessitera un usage intensif de ce code et des ressources offertes
par le nouveau serveur Soleil qui, suite aux essais effectués, semble être parfaitement adapté
pour ce genre de tâche. De plus, des projets d’observation à haut S/N d’autres étoiles sdB
pulsantes avec des télescopes de la classe des 4m (notamment par l’utilisation conjointe du
CFHT et du WHT) sont programmés ou en développement dans le cadre de coopérations
internationales. L’interprétation de ces nouvelles données astérosismiques nécessitera donc
également l’utilisation des outils numériques développés à cet effet et l’usage du serveur Soleil.
Enfin, l’adaptation des codes pour l’application de ces méthodes d’astérosismologie aux étoiles
de type solaire (notamment dans le contexte de la future mission spatiale COROT) est en cours
et nécessitera également d’importants moyens de calcul.
Pour ces raisons, je demande un renouvellement de ma demande d'attribution de ressources
sur CALMIP, avec une migration indispensable vers le nouveau serveur de calcul Soleil.
Publications issues de travaux ayant utilisé CALMIP
Charpinet, S., Fontaine, G., Brassard, P., Green, E.M., Chayer, P. 2005. Comptes-rendus du
14ème Workshop Européen sur les Naines Blanches (Kiel, Allemagne, 2004), sous presse.
Charpinet, S., Fontaine, G., Brassard, P., Billères, M., Green, E.M., Chayer, P. 2005. Comptes-
rendus du 14ème Workshop Européen sur les Naines Blanches (Kiel, Allemagne, 2004), sous
presse.
Charpinet, S., Fontaine, G., Brassard, P., Green, E.M., Chayer, P. 2005. Comptes-rendus du
14ème Workshop Européen sur les Naines Blanches (Kiel, Allemagne, 2004), sous presse.
Charpinet, S., Brassard, P., Fontaine, G. 2004. Astrophysics & Space Science, 291, 395.
Charpinet, S., Fontaine, G., Brassard, P., Green, E.M., Chayer, P. 2005. Astronomy &
Astrophysics, Soumis.