Fiche individuelle d’activité (enseignants-chercheurs et chercheurs) 1999-2002 Établissement d’affectation ou d’exercice : Observatoire Astronomique de Strasbourg, ULP/CNRS Nom du responsable de l’unité : Jean-Marie Hameury (Une personne ne figure que sur la liste d’une seule unité soutenue ; si exceptionnellement ce n’est pas le cas, mentionner l’autre unité et la quotité) Nom : Acker Section du CNU 34 et / ou du Comité National : CNU : 34, CN : 14 Prénom : Agnès Enseignant-chercheur Département scientifique de la Mission Scientifique Technique et Pédagogique : DS 3 Date de naissance : 28-01-40 Département scientifique du CNRS : SDU Corps-grade : Professeur ou CSS INSERM : N° de téléphone : 03 90 24 24 67 ou Département INRA : Etablissement public d'affectation statutaire : ou CSS IRD : Unité (label et n°, intitulé, responsable, établissement principal) ou autre : : UMR 7550, Observatoire Astronomique de Strasbourg, dir. Jean-Marie Hameury, Université Louis Pasteur Délégation du CNRS : Alsace Appartenance à : Commission de spécialistes de l'établissement Oui n°…… Conseil scientifique Non 1) THEMES DE RECHERCHE DÉVELOPPÉS 1 - EVOLUTION STELLAIRE : Le phénomène WR : vents fragmentés, nébuleuses turbulentes Le phénomène WR marque les dernières étapes de la vie stellaire, et se manifeste par des vents violents conduisant à un spectre dominé par de larges émissions, similaires pour les étoiles WR massives et les étoiles [WR] de faible masse au centre de nébuleuses planétaires. L’impact sur l’environnement circumstellaire et l’écologie du milieu interstellaire est important par l’apport de matière et d’impulsion. Quelle que soit la masse de l’étoile, l’histoire des vents est comparable : le vent rapide et ténu succède à un vent plus lent et plus dense éjecté à un stade évolutif AGB ou LBV antérieur (de quelques milliers d’années seulement) ; ce vent épais détermine la masse et la chimie de la nébuleuse observée. D’autre part, la collision du vent rapide avec le vent lent détermine en grande partie la morphologie des nébuleuses éjectées. Les étoiles WR au centre de nébuleuses planétaires (ECNP) La plupart de ECNP ont une atmosphère riche en hydrogène, et moins de 10% ont une enveloppe pauvre en H et sont de type [WR], ce qui implique un rapport luminosité/masse élevé, donc une active combustion en couches. 1/ La séquence évolutive des étoiles [WC/WO] est régie parl’histoire des vents - Une nouvelle grille de classification quantitative des étoiles [WR], établie par A. Acker, est basée sur 20 rapports de raies à potentiel d’ionisation croissant, et met en évidence deux séquences de spectres (sans relation avec l’abondance chimique), les plus chauds dominés par les raies de l’oxygène ionisé (types [WO1] à [WO4]), les plus roids dominés par les raies moins ionisées du carbone (types [WC4-11]). Contrairement aux WR massives, les types chauds [WO 1-4] et [WC4] dominent largement, et le type WN est absent. - Les vents vont en accélérant en suivant la séquence évolutive, depuis [WC11] (suivant immédiatement la phase post-AGB) aux [WC4], puis atteignent des vitesses terminales de 5000 km/sec pour un petit groupe d’étoiles [WO4pec] (découvertes dans ce travail), pour se stabiliser ensuite à haute température stellaire. Il est possible que cette grande vitesse marque la transition entre les phases initiales de l’éjection de masse – faible régime inertiel, dominé par la poussée du moment du vent - et les phases ultérieures poussées par l’énergie, en relation avec le champ de vitesse turbulent des nébuleuses elles-mêmes (Acker & Neiner 2003). 2/ Les vents stellaires chauds des étoiles [WC/WO] apparaissent tous fragmentés et intermittents Avec Yves Grosdidier, et dans le cadre de sa thèse, nous avons montré que les vents des CSPN [WO] et [WC] sont tous fragmentés. De plus, Yves a conduit une étude Le globale l’environnement des suividetemporel de raiescircumstellaire stellaires CIII et étoiles CIV WR aussi bien massives que de pop.II. Une histoire complète des vents des va depuis la surface de l’étoile jusqu’à leur interaction avec le montre sous-structures rapidement variables milieu pré-existant, dans le cadre d’un scénario sur de vents interactifs perturbés par des instabilités hydrodynamiques et le « plateau » des émissions (Grosdidier, radiatives. L’universalité de la variabilité et de la Acker, fragmentation des vents a été démontrée, quelle que soit la masse de Moffat, 2000, 2001). l’étoile. Pour 6 ECNP de types [WO] et [WC], on trouve une loi de vitesse empirique du vent avec = 3-6 3/ Les nébuleuses autour des étoiles [WC/WO] sont ! apparaissent variables de (au lieuturbulentes ½). Les vents - Pour sonder le champ de vitesses des nébuleuses éjectées par les étoiles nous avons utilisé le code de Torun façon stochastique sur des[WR], échelles temporelles (Richard Sczcerba) appliqué par Kris Gesicki auxrelativement nébuleuses planétaires. Une collaboration régulière courtes, ce qui est compatible avec s’est nouée autour de ce thème, grâce au soutien du PICS France-Pologne.Des observations à très haute résolution spectrale de 4 à 11 une origine turbulente. raies nébulaires ont été comparées aux raies modélisées, pour en déduire les distributions radiales en vitesse et densité des gaz nébulaires. Cette variabilité est tout à fait similaire à celle - Les raies de 16 NP à noyau [WR] comparées àobservée celles de pour à 8 NP « normales » ont montré uneWC évidence spectrale de deux WR massives de type 9 vitesses turbulentes finies, superposées à une expansion pratiquement constante pour les [WR] – alors que la vitesse et WC 8. d’expansion croît vers l’extérieur pour les NP autour d’étoiles O, dans lesquelles aucune turbulence n’est décelée. Cette Donc, le processus de fragmentation des vents étude suggère que les [WR] se trouvent relativement plus longtemps que les autres ECNP dans le premier régime de apparaît comme étant un phénomène purement perte de masse, où les zones les plus denses duatmosphérique, vent fragmenté peuvent perdurer à cause des vents malgré les grandes différences très rapides des étoiles [WR] permettant aux inhomogénéités du vent d’exciter des instabilités engendrant la turbulence observée (Acker entre les deux types d’étoiles progéniteurs. et al. 2002). Les étoiles WR massives - La nébuleuse M1-67 autour de WR 124, étoile WN massive, a été observée à haute résolution spatiale (http://cfa-www.harvard.edu/~pberlind/atlas/htmls/wrstars.html). La structure en densité a été analysée à partir de nos images HST et CFH (Fabry-Perot 2D) : coquille épaisse en accélération, sans bipolarité ; découverte d'une structure chaotique en filaments, et de structures à petite échelle, avec un régime semblant intermittent. Pour le champ de vitesses : sur toute la nébuleuse, une corrélation apparaît entre les "résidus" en vitesse radiale et la distance à l'étoile, de 0.02 à 0.22 pc, ce qui est l’indice d'un faible régime inertiel, mais sans corrélation avec la structure du champ de densité. Le modèle de la phénoménologie de la turbulence supersonique compressible (et non celle à la Kolmogorov) est confirmé sur au moins deux ordres de grandeur en distance projetée. De plus la fonction de structure à l'ordre 2 confirme les lois empiriques de Larson ; ces deux resultats se comprennent si le champ de vitesse est multifractal (i.e. l'exposant de "rugosité" dépend de la position) – ce qui est clairement prouvé par l'analyse DTM. Cette étude pourrait être reliée à une estimation des fluctuations de température et d’anomalies chimiques (Grosdidier et al. 2002). - La transition entre les étoiles massives O,B et les étoiles WR est étudiée (thèse de Laure Lefèvre) en comparant les variations temporelles observées pour les deux types d’étoiles en photométrie et en spectroscopie, et en particulier avec le microsatellite canadien MOST (Microvariabilité et Oscillations Stellaires, lancement 2003). 2 - ETUDES GALACTIQUES AVEC LES NP Nouvelles NP du survey austral AAO/UKST en Halpha : - - Une collaboration entre Q. Parker et A. Acker initiée en 2001, à l’occasion d’un séjour d’un mois de Q. Parker à Strasbourg autour du nouveau catalogue de NP, En liaison avec le CDS (François Ochsenbein), une base de données intégrant toutes les nouvelles NP (incluant les spectres et images) est développée (2001-2005). La détermination des paramètres du plasma et abondances est faite à partir de spectres divers : OHP (193cm + Carelec) pour une cinquantaine de nouvelles NP situées près de l’équateur (1 ère mission de 4 nuits en nov. 2002) ; même objectif pour les spectres déjà obtenus par Parker et al. à divers instruments et couvrant des domaines généralement plus restreints (SAAO 1.9m, MSSSO 1.9m et 2.3m, ESO 1.5m, FLAIR et 6dF). 2) POINTS FORTS DE VOS ACTIVITÉS DE RECHERCHE EVOLUTION STELLAIRE : L’étude des étoiles WR (ECNP et WR massives) nous a permis de décrire, pour la première fois, une histoire complète des vents, depuis leurs propriétés à la surface de l’étoile jusqu’à leur interaction avec le milieu pré-existant, dans le cadre d’un scénario de vents interactifs perturbés par des instabilités hydrodynamiques et radiatives. - L’universalité de la variabilité et de la fragmentation des vents est démontrée, quelle que soit la masse de l’étoile. - La cinématique des gaz éjectés par les étoiles WR peut être décrite par des mouvements turbulents surimposés à une expansion globale. Notre étude statistique de la nébuleuse M1-67 ouvre une voie pour quantifier la turbulence. LE BULBE GALACTIQUE Le bulbe galactique est étudié spécialement dans la thèse de Alan Peyaud, pour contraindre les dimensions et masses des nébuleuses et noyaux (évolution stellaire en relation avec J. Köppen) et pour détecter des populations caractérisées par leur vitesse radiale et leurs abondances (formation du bulbe, avec R. Ibata) 3) LISTE (AUTEURS, TITRE, RÉFÉRENCES) DES PRINCIPALES PUBLICATIONS (10 au maximum) dans des revues avec comité de lecture, ainsi que des ouvrages ou livres, au cours des quatre dernières années : Grosdidier, Y., Acker, A., Moffat, A.F.J., 2000 : Turbulent outflows from [WC]-type nuclei of PN : I. The [WC 9] central star BD+30°3639 and the [WC 9-10] class - A&A364, 597 Cuisinier F., Maciel W., Köppen J. , Acker A., Stenholm B., 2000 : Observations of planetary nebulae in the galactic bulge, A&A 353, 543 Grosdidier, Y., Moffat, A.F.J., Joncas, G. et Acker, A, 2002 : M 1-67, nebula ejected from the runaway WN8 star WR 124, and collision with the Interstellar Medium : constraints from HST imagery and complementary CFHT Fabry-Perot data – Astrophys. Journal 562, 753 Acker A., Gesicki K., Grosdidier Y., Durand S., 2002 : Turbulent nebulae around [WC] stars, A&A384, 620 Acker A., Neiner C., 2003 : A new quantitative analysis of [WR] CSPN, A&A 403, 659 Gesicki K., Acker A. , Zijlstra A.: Kinematics, turbulence, evolution of PN, A&A 400, 957 Acker A. : Astronomie - Introduction, Masson (1992) ; Dunod re-impression (1997 et 2000) – 2ème Edition en 2003 La collection « Planétariums » (A. Acker, Editeur) : « Terre, planète à protéger » par J. DiMeglio (2000), « L’univers astronomique » par A. Acker & J.C. Pecker (2001), « La Terre et son univers en 7 animations » par M. Dumas (2002) Une Revue annuelle PLANETARIUM (env. 100 pages), est l’organe de liaison de l’Association des Planétariums de Langue Française (directeur de publication Acker) depuis 1995 4) PRINCIPALES RESPONSABILITÉS SCIENTIFIQUES ET ADMINISTRATIVES (dont direction de thèses) : - Membre du Conseil de la Société Française d’Astronomie & d’Astrophysique (SF2A) (2002) - Membre du PNPS et du PNG. PICS France-Pologne (1992-2003). PICS France-Australie (à partir de 2003) Directions ou co-directions de theses (depuis 2000). - Yves Grosdidier, Acker co-direction (avec T. Moffat) ss régime de co-tutelle Strasbourg-Montreal (soutenance dec2000) - Alan Peyaud, Acker co-direction (avec Q. Parker) ss régime de co-tutelle Strasbourg-Sydney (depuis oct2002) - Laure Lefèvre, Acker co-direction (avec T. Moffat) ss régime de co-tutelle Strasbourg-Montreal (depuis oct.2002) 5) COOPÉRATIONS INDUSTRIELLES ET VALORISATION (contrats, dépôts de brevets, logiciels) : ------RAS-----6) INFORMATION SCIENTIFIQUE & TECHNIQUE ET VULGARISATION : Direction du Planétarium de Strasbourg depuis sa création (de 1980 à déc 2001) Présidence de l’ « Association des Planétariums de Langue Française » (depuis sa création en 1989) Vice-présidente du Comité de Liaison Enseignants-astronomes (CLEA) depuis sa fondation Membre-fondateur de l’Association « L’Univers à portée de mains » (France-Hands-on Universe, depuis juin 2003) Activites de formation permanente Ecole d’Aussois « Vents stellaires » (sept.03) Les vents des NP et des WR Ecole du CNRS « Outils de l’astrophysique Professionnels-Amateurs » (Oleron, mai 03) Observation et analyse de nébuleuses 7) ACTIVITÉS INTERNATIONALES (conférences invitées, contrats, séjours à l’étranger de plus de 2 mois...) : - Membre du Working Group IAU-Planetary nebulae (9 membres dans le monde) depuis 1987, et du SOC des symposia de l’IAU « Planetary nebulae » - Expert FP6 = experts qui seront chargés d’aider les services de la commission européenne à évaluer et à sélectionner les propositions de projets de recherche soumises pour un financement au titre du 6e PCRDT 8) ACTIVITÉS D'ENSEIGNEMENT : Etablissement : Université Louis Pasteur Discipline : Astrophysique Nature (CM, TD, TP) et volume (nombre d'heures effectives) : Responsable du DEA (1991-2003) Cours + TD = volume statutaire Niveau (1er, 2e, 3e cycle, à l'exception de la direction des thèses) : tous les niveaux 9) DEMANDE PARTICULIÈRE ET MOBILITÉ : Date: Date: Signature du responsable de l'unité de recherche (ou du président/directeur de l'établissement ou son représentant) : Signature de la personne concernée par cette fiche d'activité :