Pertinence des observables pour contraindre des modèles stellaires
Yıldız modellerinin belirlenmesinde gözlem verilerinin önemi
- Tez No: 400399
- Danışmanlar: ANNIE BAGLIN, MARC-ANTOINE DUPRET
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Astronomi ve Uzay Bilimleri, Astronomy and Space Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2010
- Dil: Fransızca
- Üniversite: L'École Doctorale Astronomie et Astrophysique d'Ile-de-France
- Enstitü: Yurtdışı Enstitü
- Ana Bilim Dalı: Astronomi ve Astrofizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 185
Özet
The objective of this study is to estimate the influence of constraints from seismicdata and those obtained by photometry, spectroscopy and interferometry on theinternal structure of the stars.We have developed a numerical optimisation tool (local minimisation of ?2 basedon the Levenberg-Marquardt algorithm) to find the stellar model which best reproducesthe observations. To analyze the behavior of ?2 around its local minimum,we have then developed a tool based on the Singular Value Decomposition method.We have defined a new indicator called ?Weighting? to quantify the relative importanceof observational constraints in the determination of each physical parameterindividually.These tools have been applied to a grid of solar like stellar models with differentage and evolutionary state. We have also applied these to two real cases : HD 49933- a typical case for which seismic observations (CoRoT) are available and ? Cen A -the extreme case for which all classical and seismic observables are known with highaccuracy.Among the principal results quoted :? The analysis of the ?Weighting? indicates that the order of the importance ofthe constraints is 0 (mean large separation), R (radius), 0,i, ?02,i (indivuduellarge and small separations), ?02 (mean small separation), L (luminosity), Teff(effective temperature). For masses above 1.1 M?, with an accuracy of 0.1 ?Hz,the importance of 0 decreases because of the deviation of the frequenciesfrom the asymptotic regime.An improvement by a factor of 10 on the current accuracy of seismic datawould reduce the uncertainty on the physical parameters of the stellar modelby a factor of 10.By combining the 2 constraints 0 and R, the precision on the mass is excellent: ?(M) = 2.29% for 1.31 M? with relative error of 0.1 % on 0 and 1%on R.? The analysis of the axes of the error ellipsoid ?2 = 1 highlights the correlationbetween the parameters. It shows that in some cases the individual parametersare poorly constrained though the linear combination of the parameterscorresponding to the smallest axis of the ellipsoid is well determined. Thus,forstars more massive than 1.1 M?, the strong correlation of the parameters ? andMdoes not determine them individually.High quality seismic observations are now available for many different types ofstars through the CoRoT and Kepler missions. The type of analysis described herecan be applied. It can also be used to select the best targets for future seismic missionsand to define most relevent follow up observations from the ground.
Özet (Çeviri)
L?objectif est d?évaluer quantitativement l?influence des contraintes issus des donnéessismiques et des celles obtenues par photométrie, spectroscopie, et interférométriesur la structure interne.Nous avons développé un outil numérique d?optimisation (la minimisation localede ?2 basée sur l?algorithme de Levenberg-Marquardt) pour chercher automatiquementle modèle stellaire qui reproduit au mieux les observations. Pour analyser lecomportement de ?2 autour de son minimum local, nous avons ensuite développéun outil basé sur la méthode de la décomposition en valeurs singulières. Nous avonsdéfini un nouvel indicateur appelé ?Poids? permettant de quantifier l?importance relativedes contraintes observationnelles dans la détermination de chaque paramètrephysique ?individuellement?.Ces outils ont été appliqués à une grille de modèles d?étoiles de type solaire,d?âge et d?évolution différentes, et à deux cas réels : HD 49933 - un cas typiquepour lequel des observations sismiques (CoRoT) sont disponibles ; ? Cen A - le casextrême pour lequel toutes les observables classiques et sismiques sont connues avecla meilleure précision.Parmi les principaux résultats citons :? L?analyse du ?Poids? indique que l?ordre d?importance des contraintes est 0(grande séparation moyenne), R (rayon),0,i, ?02,i (grandes et petites séparationindividuelles), ?02 (petite séparation moyenne), L (luminosité), Teff (températureeffective). Pour les masses supérieure à 1.1 M, avec une précisionde 0.1 ?Hz, l?importance de 0 diminue à cause de l?écart des fréquences aurégime asymtotique.Une amélioration d?un facteur 10 sur la précision actuelle des données sismiquespermettrait de réduire d?un facteur 5 les incertitudes sur les paramètresphysiques des modèles.En combinant les 2 contraintes 0 et R, la précision sur la masse est excellente :?(M) = 2.29% pour 1.31 M avec une erreur relative de 0.1 % sur 0 et 1%sur R.? L?analyse des axes de l?ellipsoïde d?erreur ?2 = 1 met en evidence des corrélationsentre les paramètres. Elle explique dans certains cas que les paramètresindividuels sont mal contraints bien que la combinaison linéaire de paramètrescorrespondant au plus petit axe de l?ellipsoïde soit bien déterminée. Ainsi pourles étoiles plus massives que 1.1 M, la forte corrélation des paramètres ? etMne permet pas de les déterminer individuellement.Des observations sismiques de haute qualité sont maintenant disponibles pour ungrand nombre d?étoiles de types variés grâce aux missions CoRoT et Kepler. Ce typed?analyse pourra être appliquée. Elle pourra aussi être utilisée pour selectionner lesmeilleures cibles des missions ultérieures de sismologie et pour définir les observationscomplémentaires au sol les plus pertinentes.
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