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Évolution de la Séquence principale à la Branche des géantes rouges - premier dragage

Il faut bien admettre que les théoriciens ont quelques difficultés à établir la masse des étoiles C. Certains croient que les progéniteurs ont une masse comprise entre 1.2-1.6M (Claussen et al., 1987) et d'autres une masse de 2.5-4M (Barnbaum et al., 1991). Mais une chose est admise, les étoiles C sont des étoiles de masse intermédiaire (comprise entre 1M et 8-9M). Plus exactement, ce sont des étoiles qui développent un coeur de carbone-oxygène dégénéré suivant l'épuisement de leur coeur d'hélium, et, qui subissent des épisodes de pulses thermiques sur la BAG (Chiosi et al., 1992). Chiosi et al. (1992) exposent clairement les étapes évolutives menant les étoiles jusqu'à la BAG, voir figure gif.

 

Au crépuscule d'une longue vie sur la séquence principale (10 -10 années), où la fusion nucléaire s'employait à transformer l'hydrogène en coeur d'hélium, l'étoile de masse intermédiaire (5M sur la figure gif entre dans le stade de sous-géante. Ce stade est caractérisé par le brûlage d'hydrogène dans une couche entourant un noyau d'hélium isotherme en lente contraction. Dans cette phase de sous-géante, l'enveloppe de l'étoile se dilate suffisamment pour que le gradient de température dépasse le critère de stabilité de Schwarzschild et qu'une zone de convection se déploie dans l'épaisse enveloppe stellaire. Cet épisode de convection est ce qu'on appelle la première phase de dragage. Le dragage ramène à la surface stellaire des matériaux d'abondance chimique différente (des éléments du cycle CNO) fraîchement produits à la base de la zone convective.

Lorsque la température et l'opacité ont chuté suffisamment pour rendre l'enveloppe stellaire transparente à la radiation, l'étoile croît en luminosité et débute son ascension sur la branche des géantes rouges (BGR). Le coeur d'hélium s'allûme dans des conditions non-dégénérées alors qu'une coquille d'hydrogène brûle encore autour. Au cours de cette période qui dure 20% à 30% moins longtemps que la séquence principale, le dragage se poursuit et transporte à la surface des produits du cycle CNO. Le processus triple-alpha qui fusionne l'hélium en carbone et oxygène est un processus graduel durant lequel l'étoile passe sur la branche horizontale et dans les zones d'instabilités des étoiles variables. Au terme du processus, le coeur d'hélium se transforme complètement en un coeur de carbone-oxygène (C-O). À la fin de son passage sur la BGR, l'étoile possède un coeur de C-O entouré d'une enveloppe d'hélium et d'une coquille d'hydrogène en fusion.


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Loic Albert
Wed May 12 16:45:53 EDT 1999