Analyse spectrale d`étoiles magnétiques sous l`utilisation d`une

Analyse spectrale d’étoiles magnétiques sous
l’utilisation d’une technique d’autocorrélation
Mémoire
David Deschatelets
Maîtrise en physique
Maître ès sciences (M.Sc.)
Québec, Canada
© David Deschatelets, 2015

Résumé
Nombreuses sont les données contenues dans les relevés spectroscopiques. Seulement, la
résolution spectrale qui les caractérise est souvent très faible, ce qui est contraignant par
rapport à leur analyse. Effectivement, l’efficacité des techniques conventionnelles relativement
à la détection du module moyen d’un champ magnétique stellaire est limitée par la résolution
des spectres.
Dans ce projet, nous présentons une nouvelle technique d’analyse spectrale appliquée sur
les étoiles magnétiques en faisant usage de la fonction d’autocorrélation. Ce procédé inédit
en astronomie nous offre la possibilité de détecter dans des spectres non polarisés (paramètre
Stokes I) un champ magnétique dont le module moyen est aussi faible que 2.4 kG pour une
résolution spectrale sous 10 000. Il s’agit d’une bonne performance considérant le fait que
l’usage d’une technique conventionnelle nécessite une résolution spectrale de près de 60 000
afin de détecter la séparation des raies causée par un champ magnétique d’une force similaire.
Aussi, notre étude nous a permis de déceler la forme des courbes de variation du champ
magnétique en fonction de la période de rotation de quatre étoiles connues pour des résolutions
de l’ordre de 5000. Par ailleurs, notre analyse exhibe le rendement impressionnant de la
technique à l’égard du bruit de photons polluant le signal des spectres d’étoiles.
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Abstract
Many data are contained within spectroscopic surveys. However, these are characterized
by low spectral resolution which can be constraining regarding their analysis. Indeed, the
effectiveness of conventional techniques in detecting stellar mean magnetic field moduli is
limited by the resolution of the spectra.
In this project, we present a new spectral analysis technique applied to magnetic stars
using the autocorrelation function. This process, never used before in astronomy, allows us to
detect in unpolarized spectra (Stokes I parameter) mean magnetic field moduli as low as 2.4
kG for a spectral resolution below 10 000. This is a great performance considering the fact
that using conventional techniques requires a spectral resolution near 60 000 to be able to
detect line splitting caused by a magnetic field of a similar strength.
Also, our study allowed us to detect the shape of the magnetic field variation curves versus
the rotation period of four known stars for resolutions of the order of 5000. In addition, our
analysis demonstrates the impressive performance of the technique against noise polluting the
signal in stellar spectra.
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