Cyril Georgy
Dr Cyril Georgy
Collaborateur scientifique
Observatoire de Sauverny S315
+41 22 379 24 82
+41 22 379 22 05
Courriel
Travail de recherche
Physique stellaire par simulations hydrodynamiques
Les modèles d’évolution stellaire reposent essentiellement sur des codes qui traitent l’étoile selon une seule dimension. De nombreux phénomènes physiques prenant place dans les étoiles sont par essence multi-dimensionnels : la turbulence liée à la convection ou à la rotation, les champs magnétiques, etc. Afin d’inclure ces processus dans les codes 1d, de nombreuses simplifications doivent être faites.
Avec le développement, ces dernières années, des capacités de calculs informatiques et des codes hydrodynamiques multi-d basés sur la parallélisation des calculs sur plusieurs processeurs, il est maintenant possible de simuler de petites régions d’une étoile pendant un court instant de leur vie en plusieurs dimensions et sans simplifications.
En collaboration avec des spécialistes de la modélisation hydrodynamique multi-d (David Arnett, Casey Meakin, Maxime Viallet, Raphael Hirschi), nous sommes actuellement en train de réaliser plusieurs simulations de différentes phases de combustion nucléaire prenant place dans des coquilles convectives autour du coeur des étoiles massives. Notre but est de comprendre comment se déplace la limite des zones convectives au cours du temps, et comment la matière stellaire est mélangée à travers cette interface. Nos simulations les plus imposantes considèrent des domaines composés de plus de 3 milliards de cellules, et les calculs sont effectués sur plusieurs dizaines de milliers de processeurs.
voir video ci-contre.
En collaboration avec Fritz Roepke et Phillip Edelmann, nous réalisons des simulations de l’instabilité de Richardson, qui se développe lorsque l’étoile présente de très fort gradient de vitesse angulaire. Nous sommes intéressés à comprendre comment les espèces chimiques et le moment cinétique sont transportés par cette instabilité, et de tester si les prescriptions utilisées dans les codes 1d sont valides ou non.
Tests de la physique stellaire
Les résultats des simulations numériques d’évolution stellaire doivent être confrontés aux observations afin de décider s’ils modélisent les étoiles de manière réaliste. Ces dernières années, j’ai beaucoup travaillé sur l’utilisation d’une classe particulière d’étoiles, les supergéantes bleues, comme tests de la physique stellaire.
En effet, ces étoiles, à travers leurs caractéristiques de variabilité, leur composition chimique de surface, et leur gravité, permettent de tester de manière très sensible le mélange interne des étoiles.
De cette manière, nous avons démontré qu’une famille de supergéantes bleues, les variables de type alpha Cygni, sont certainement des étoiles très évoluées ayant par le passé perdu de grandes quantités de masse durant une phase supergéante rouge précédente.
Populations stellaires
Au cours des dernières années, j’ai développé le code de synthèse de population stellaire "SYCLIST", qui permet, entre autre, de fabriquer des populations d’étoiles en tenant compte de leur distribution initiale en masse, vitesse de rotation, et angle d’inclinaison.
Ce code permet de comparer efficacement les résultats des modèles d’évolution stellaire avec des amas d’étoiles, ou des populations plus complexes constituées de plusieurs générations d’étoiles.