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Cours d’astrophysique II :

Bases physiques de l’astrophysique

Semestre automne 2012

Dr. Pierre North Laboratoire d’astrophysique

Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne Observatoire de Sauverny

CH – 1290 Versoix

http://lastro.epfl.ch

Astrophysique II: ���Bases physiques de l’astrophysique���

Introduction

•  Astro I: Introduction (4e sem.) Frédéric Courbin (MER LASTRO)

•  Astro II: Bases physiques (5e sem.) Pierre North (MER LASTRO) Exercices: Hakim Atek (postdoc)

•  Astro III: Dynamique stellaire & galactique (7e sem.) Georges Meylan (Prof. LASTRO)

•  Astro IV: Cosmologie observationnelle (8e sem.) Georges Meylan (Prof. LASTRO)

Place du cours dans le curriculum:

Quelques questions auxquelles « Bases physiques » donne

réponse (partielle): •  A quelles conditions une * brille-t-elle? •  Comment l’énergie est-elle transmise du centre à la surface

d’une * ? •  Pourquoi le bord du disque solaire est-il moins brillant que le

centre? •  Comment se forment les raies spectrales dans une

atmosphère stellaire? •  Peut-on mesurer la composition chimique d’une * ? •  Comment la ionisation affecte-t-elle la structure des * ? •  Comment une * naine blanche peut-elle être stable? •  …

Bibliographie •  B. W. Carrol & D. A. Ostlie, Introduction to modern astrophysics, Addison-

Wesley, 1996 •  R. Monier, Les étoiles et le milieu interstellaire, introduction à

l’astrophysique; cours, exercices et problèmes résolus, ellipses, 2006 •  R. Bowers & T. Deeming, Astrophysics I: Stars, Jones and Bartlett, 1984 •  G. B. Rybicki & A. P. Lightman, Radiative processes in astrophysics,

WILEY-VCH, 2004 •  D. D. Clayton, Principles of stellar evolution and nucleosynthesis, McGraw

Hill, 1968 •  F. Shu, The physics of astrophysics, Volume I: Radiation, University Science

Books, 1991

Le rayonnement dans l’univers •  Densité de matière: ρb ~ 5 ⋅ 10-28 kg/m3

(baryonique) ou ~ 0.3 protons/m3

•  Densité de rayonnement: ρr ~ ρb /1000 (mais il n’en a pas toujours été ainsi!) Importance: 1.  Transfert d’énergie dans les étoiles 2.  Source d’information principale

L’intensité spécifique dans le cas d’une étoile résolue ou non résolue

Rappel: coordonnées sphériques

Energie rayonnée dans une direction par une étoile

Invariance de l’intensité spécifique: l’implication cosmologique…

De l’utilité de définir 1 Jansky = 10-26 W m-2 Hz-1:Spectral energy distribution of the quasar APM 08279+5255 (z=3.87) compared to the ultra-luminous galaxies

IRAS FSC 10214+4724 (z=2.29), SMM 02399-0136 (z=2.8), and H 1413+11 (z=2.56).

M J Irwin et al, 1998, "APM 08279+5255: an ultraluminous broad absorption line quasar at a redshift z=3.87", Astrophys J, 505, 529

Luminosité des étoiles: diagramme HR

Magnitudes de quelques astres: