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Institut d'Astronomie et d'Astrophysique [Astronomy and Astrophysics Institute] (I.A.A.)
Faculté des Sciences / faculty of Sciences - Physique (unité ULB105)

L'IAA mène des activités de recherche théoriques et observationnelles dans différents domaines de l'astrophysique. Elles concernent en particulier la synthèse des noyaux atomiques, la composition chimique et isotopique du système solaire et des étoiles, la structure et l'évolution d'étoiles de masse faible et intermédiaire incluant différents processus de mélange ainsi que la modélisation de systèmes binaires et de phénomènes hydrodynamiques stellaires du type détonation. Les prédictions numériques des divers phénomènes énoncés ci-dessus sont confrontées aux grandeurs observées, notamment la composition chimique de diverses classes d'étoiles, déterminée grâce aux meilleurs outils tant observationnels (les télescopes et spectrographes de l'Observatoire Européen Austral, ou notre spectrographe à haute résolution HERMES) que théoriques (modèles d'atmosphères stellaires, données atomiques et moléculaires). L'étude de la nucléosynthèse stellaire requiert de nombreuses données nucléaires qui sont récoltées et évaluées, ou font l'objet de calculs systématiques, permettant la construction de réseaux étendus de réactions nucléaires qui sont mis à la disposition de la communauté astrophysique. En plus de ces domaines de recherche pour lesquels l'I.A.A. est depuis longtemps reconnu comme un centre d'excellence international, l'I.A.A. contribue de manière importante à la préparation de la mission Gaia de l'Agence Spatiale Européenne, de sorte que l'astrométrie et la dynamique galactique constituent désormais deux nouveaux axes de recherches de l'I.A.A. [The IAA is involved in theoretical and observational research activities in various fields of astrophysics. These concern in particular the synthesis of atomic nuclei, the chemical and isotopic composition of the solar system and of stars from our Galaxy, the structure and evolution of low- and intermediate-mass stars including diferent mixing processes as well as the modelling of binary systems and of stellar hydrodynamic phenomena of the detonation type. The modeling of the above phenomena is compared with observed quantities, like the chemical composition of stars from various classes. The chemical composition is derived using the best tools, both observational (telescopes and spectrographs from the European Southern Observatory, or from our own high-resolution spectrograph HERMES) and theoretical (model atmospheres, atomic and molecular data). Similarly, nucleosynthesis predictions require many nuclear data which are collected and evaluated, or generated in large-scale theoretical calculations. They are used to generate extended nuclear reaction networks which are made available to the astrophysical community. Besides these research topics where I.A.A. has long been recognized has an international centre of excellence, I.A.A. nowadays contributes substantially to the preparation of the E.S.A. Gaia mission. Astrometry and galactic dynamics are therefore two new active research fields at I.A.A. ]



coordonnées / contact details


Institut d'Astronomie et d'Astrophysique [Astronomy and Astrophysics Institute]
tel +32-2-650.28.42 / 28.64, fax +32-2-650.42.26, astro@ulb.ac.be
http://www.astro.ulb.ac.be
Campus de la Plaine, Bat. NO, Niveau N4, plaine des Manoeuvres
CP226, boulevard du Triomphe, 1050 Bruxelles

Pour en savoir plus, consultez le site web de l'unité.



responsable / head


Prof. Alain JORISSEN


composition / members


Marcel ARNOULD Natalie BEHARA Kilian BRAUN Nicolas CHAMEL Philip DAVIS Romain DESCHAMPS Anthéa FANTINA Stéphane GORIELY Marco MARTINI Thomas MASSERON Thibault MERLE Pieter NEYSKENS Dimitri POURBAIX Gilles SADOWSKI Lionel SIESS Christos SIOPIS Nancy TIGNEE Sophie VAN ECK


projets / projects


Données nucléaires d'intérêt astrophysique, processus de nucléosynthèse [Nuclear data for astrophysics : nucleosynthesis processes]
Etude théorique de diverses grandeurs nucléaires intervenant dans la modélisation de l'évolution stellaire et de la nucléosynthèse : vitesses de réaction nucléaire, interaction faible, fission, masses et densités de niveaux nucléaires. Etude des processus de nucléosynthèse stellaire non explosive et explosive en vue de comprendre la composition chimique et isotopique du système solaire, des étoiles et des galaxies. [Theoretical study of various nuclear quantities of importance for stellar evolution models and for the nucleosynthesis: nuclear reaction rates, weak interaction fission, nuclear masses and level densities. Study of the non-explosive and explosive of stellar nucleosynthesis aiming to understand the chemical and isotopic composition of the solar system, of stars and galaxies. ]

Modélisation de l'évolution et de la nucléosynthèse stellaires. [Modelling of the evolution and nucleosynthesis of stars.]
Etude de la structure et de l'évolution chimique des étoiles de masse faible et intermédiaire depuis la phase T-Tauri jusqu'au stade Géante Rouge Asymptotique et naine blanche : élaboration de codes numériques performants, amélioration de la physique des intérieurs stellaires avec prise en compte des processus de transport du moment angulaire et des especes chimiques (liés a la rotation, a l'overshooting ou aux ondes de gravité) et du processus URCA. Confrontation entre les compositions de surface observées et calculées. Simulations hydrodynamiques 1D et 2D de la propagation d'ondes de choc, détonations a la surface de naines blanches et d'étoiles a neutron. Determinations des Yields et implication a l'évolution chimique des galaxies. Etude de la nucléosynthese dans les phases avancées des étoiles massives. [Study of the structure and evolution of low and intermediate mass from the T-Tauri to the Asymptotic Red Giant Branch and white darf evolutionary stage : construction of efficient computer codes, improvement of the physics of stellar interiors by taking into account the transport of angular momentun and chemicals (by rotation, overshooting and gravity waves) and of the URCA process. Confrontation between calculated and observed surface compositions. Hydrodynamical simulations of the propagation of shock waves, detonation t the surface of white dwarfs and neutron stars. Determination of yields and implicaitions to the galactical chemical evolution. Study of the nucleosynthesis in advanced stellar evolutionary phases of massive stars.]

Etoiles chimiquement particulières et binarité : études observationnelles et théoriques. [Chemically peculiar stars and binarity : observational and theorical studies.]
Etude multispectrale d'étoiles géantes rouges chimiquement anormales (étoiles à baryum, étoiles S, étoiles symbiotiques, étoiles carbonées déficientes en métaux), détermination de leurs statut évolutif. Etude de l'environnement circumstellaire (enveloppe de CO, poussières, perte de masse). Surveillance photométrique d'éventuelles binaires à éclipses, ellipsoïdales ou symbiotiques. Surveillance à long terme au moyen du spectogtraphe HERMES des vitesses radiales en vue de la détermination des éléments orbitaux. Déterminations spectroscopiques d'abondances. [Multi-spectral analysis of chemically peculiar red giant stars (barium stars, S stars, symbiotic stars, metal-deficient carbon stars), determination of their evolutionary status. Studies of circumstellar environments (CO envelopes, dust, mass loss). Photometric monitoring of possible eclipsing, ellipsoidal or symbiotic binaries. Long term monitoring of radial velocities aiming at deriving their orbital elements. Spectroscopic determinations of chemical abundances]

Préparation de la mission Gaia de l'ESA [Preparation of the ESA Gaia mission]
Gaia est la mission d'astrométrie spatiale de l'Agence Spatiale Européenne dont le lancement est prévu pour 2011. Durant une période de cinq ans, elle vise à observer 1.2 milliard d'étoiles pour lesquelles des positions et mouvements précis (ainsi que quelques paramètres astrophysiques) seront mesurés. L'IAA accueille quelques composantes de l'unité de coordination (CU) 4 du consortium de traitement et d'analyse des données (DPAC) obtenues par Gaia. Cette unité est constituée de plusieurs unités de développement (DU) distribuées sur toute l'Europe. Ces dernières sont en charge de l'écriture, des tests, ... des codes qui constitueront par la suite la chaîne de réduction des observations de Gaia. Ces DU sont donc des constituants important du succès de la mission. Deux de celles-ci sont basées à l'IAA. Une est composée de deux post-doctorants et d'un informaticien qui sont responsables des logiciels pour les binaires à éclipses (une étoile en orbite autour d'une autre et qui bloque parfois la lumière émise par cette dernière). Cette unité est financée intégralement par une bourse Prodex de l'ESA. La seconde DU est chargée des binaires astrométriques et résolues. Les premières correspondent à des cas où le côté binaire de la source ne se manifeste qu'en analysant leur mouvement alors que les secondes apparaissent clairement doubles sur les détecteurs. Cette seconde unité est financée en partie par le FNRS et la Commission Européenne (au travers d'un réseau RTN) pour le reste. Le responsable de toute l'unité de coordination 4 est membre de l'IAA. [Gaia is the space astrometry mission of the European Space Agency to be launched in 2011. Over a period of five years, it aims at observing 1.2 billion stars for which accurate position and motion (as well as some astrophysical parameters) will measured. IAA hosts several components of the coordination unit (CU) 4 of the Gaia Data Processing and Analysis Consortium. That CU is built upon several Development Units (DU) spread all over Europe. Those DU are in charge of writing, testing, ... the codes that will become the Gaia data reduction pipeline later on. There are thus key entities in the success of the mission. Two of these DU are based at IAA. One is composed of two postdocs and one computer scientist who are responsible for the codes for eclipsing binaries (one star orbiting an other and sometime blocking the light from the latter). That DU is essentially founded through an ESA Prodex grant. The second DU is in charge of the astrometric and resolved binaries. The former correspond to objects whose duplicity is noted through a careful inspection of their motion whereas the latter clearly appear as double on the detector. That second DU is founded by FNRS and the European Commission (Research and Training Network). The manager of the entire CU4 belongs to IAA.]

Modélisation de l'écorce des étoiles à neutrons [Modelling of neutron star crust]
Etude microscopique de la structure et des propriétés de l'écorce interne d'une étoile à neutrons, formée d'un cristal de noyaux plongé dans un superfluide de neutrons et un gaz dégénéré d'électrons relativistes. L'analyse des propriétés structurelles des astres compacts combine des techniques de physique nucléaire et de physique du solide. Etude macroscopique de l'hydrodynamique du superfluide de neutrons dans l'écorce. [Microscopic study of the structure and the internal properties of neutron stars, made of a crystal of nuclei plunged in a neutron superfluid of and a degenerated gas of relativistic electrons. Analysis of the structural properties of compact stars combines techniques of nuclear and solid state physics. Macroscopic study of the hydrodynamics of neutron superfluids.]



publications





theses


Aafifa Ramdani, Dust and gas mass loss in stars from the globular cluster 47 Tuc, ULB et Université d'Oujda (Maroc), 2004

Mathieu Samyn, Improved Nuclear Predictions of Relevance to the R-Process of Nucleosynthesis, U.L.B., 2004

Benoit Famaey, Kinematics and dynamics of giant stars in the solar neighbourhood, U.L.B., 2004

Alain Jorissen, Asymptotic Giant Branch stars in binaries and their progeny, U.L.B., 2002

Yves Busegnies, Simulating the explosive thermonuclear burning of a stellar gas with the Smoothed Particule Hydrodynamics method, U.L.B., 2001

Abdallah Mamdouh, Etude systématique des barrières de fission des noyaux très riches en neutrons dans l'approche microscopique ETFSI. Applications au processus r de nucléosynthèse, ULB, 2001

Sophie Van Eck, Binary intruders among peculiar red giant stars, U.L.B., 1999

Dimitri Pourbaix, simultaneous adjustment of visual and spectroscopic observation of binary stars. Université de Liège, 1998

Nami Mowlavi, Structural and chemical evolution of intermediate-mass asymptotic giant branch stars, U.L.B., 1995

Stephane Goriely, some Nuclear Physics Aspects of the r-process Nucleosynthesis, Université d'Oxford, 1991

Manuel Forestini, Etoiles de masse faible et intermédiaire: évolution et nucléosynthèse, U.L.B., 1991

Alain Jorissen, Contraintes sur l'évolution des étoiles à baryum émanant de la nucléosynthèse et de la binarité, U.L.B., 1990



collaborations


V. Demetriou, S. Harissopoulos, National Research Centre for Physical Sciences, Instutue for Nuclear Physics, Athènes, Grèce

N Prantzos, E Viangioni-Flam, Institut d' Astrophysique de Paris, Paris, France

J-M. Pearson, Université de Montréal, Département de physique nucléaire, Montréal, Canada

M. Hashimoto, Kyushu University, Department of Physics, Fukuoka, Japon

G.R. Knapp, Princeton University, Department of Astronomy, Princeton, Etats-Unis (USA)

F.Primas, European Southern Observatory, Garching, ALLEMAGNE (REP.FED.)

G. Burki, M. Mayor, G.Meynet, S.Udry, F. Pont, L. Eyer, C. Charbonnel, Observatoire de Genève, Sauverny, Suisse

E.Y. Choueiri, Princeton University, Electric propulsion and Plasma Dynamics labs, Princeton, Etats-Unis (USA)

J.H. Hunter jr, University of Florida, Department of Astronomy, Gainville, Etats-Unis (USA)

B. Plez, A. Palacios, Université de Montpellier-II, Montpellier, France

J. Lattanzio, Monash University, Centre for Stellar and Planetary Astrophysics, Melbourne, Australie

C. Babusiaux, Observatoire de Paris-Meudon, Meudon, France

H. Van Winckel, C. Waelkens, K.U.Leuven, Instituut voor Sterrekunde, Louvain, Belgique

E. Biemont, Université de Mons-Hainaut, Astrophysique et Spectroscopie, Mons, Belgique

H. Hensberge, Observatoire Royal de Belgique, Astrophysique, Bruxelles, Belgique

M. Papalexandris, Université Catholique de Louvain,, Unité de Thermodynamique, Louvain-la-Neuve, Belgique

P. Vidal, Université de Poitiers, Laboratoire de Combustion et de Détonique, Poitiers, France

H. Utsunomiya, Konan University, Physics Department, Konan, Japon

Maarten Baes, Herwig Dejonghe, Gianfranco Gentile,, Universiteit Gent, Gent, Belgique

Hongsheng Zhao,, University of St Andrews, Observatoire de Pékin, Pékin, Chine (Pékin)

Olivier Bienaymé, Arnaud Siebert, Dominique Aubert,, Université de Strasbourg, Strasbourg, France

Jean-Michel Alimi, Françoise Combes,, Observatoire de Paris, Paris, France

Povel Kroupa,, Université de Bonn,, Bonn, ALLEMAGNE (REP.FED.)

Tom Richtler,, Université de Conception, Conception, Chili



prix / awards


Médaille d'honneur de l'Institut d'Astrophysique de Paris (1990) - Marcel ARNOULD

Prix Edouard Mailly de l'Académie (1995) - Marcel ARNOULD

Prix Agathon De Potter de l'Académie (1996), - Alain JORISSEN

Prix Pol and Christiane Swings (période 2001-2004) - Lionel SIESS

Prix Paul et Marie Stroobant de la Classe des Sciences de l'Académie Royale de Belgique (période 2003-2004) - Sophie VAN ECK



savoir-faire/équipements / know-how, equipment


A partir de 2008, le spectrographe à haute résolution HERMES (http://hermes.ster.kuleuven.ac.be/)sera opérationnel sur le télescope MERCATOR de l'observatoire Roque de Los Muchachos (La Palma, Canaries). Ce spectrographe, construit dans le cadre d'un consortium réunissant la K.U.Leuven, l'U.L.B., l'Observatoire Royal de Belgique, l'Observatoire de Genève, et le Thüringer Landessternwarte Tautenburg, est destiné à la détermination spectroscopique de la composition chimique des étoiles, à la détection de nouveaux systèmes stellaires et exoplanétaires et à la détermination de leurs éléments orbitaux, à la tomographie des atmosphères d'étoiles pulsantes de type Mira et enfin à l'astéroséismologie.

Instuments d'observation astronomique (lunette de 15 cm, télescope de 8''). Ces instruments possèdent un système de guidage et de pointage automatique et sont équipés d'une caméra CCD. Ils présentent un grand intérêt pédagogique et sont accessibles sur demande aux visiteurs extérieurs (groupes, associations culturelles, écoles...)

Base de données de modèles d'étoiles pré-séquence principale et super-AGB. Développement d'une interface WWW et d'outils graphiques pour faciliter son utilisation.

Base de données nucléaires établies en fonction de leur intérêt pour l'astrophysique mais d'un intérêt plus général dans d'autres domaines de la physique (comme la physique nucléaire ou la physique de l'état solide) ; création par ordinateur de réseaux très étendus de réactions nucléaires. Cet outil, ainsi que les données nucléaires associées sont disponibles en ligne à partir de notre site internet (http://www.astro.ulb.ac.be/ ).

Développement de la base de données 'Ninth Catalogue of Spectroscopic Binary Orbits' (http://sb9.astro.ulb.ac.be), sous l'égide de l'Union Astronomique Internationale.



mots clés pour non-spécialistes / keywords for non-specialists


étoiles : composition chimique et nucléosynthèse étoiles : évolution et processsus de mélange étoiles binaires galaxies : composition réactions nucléaires : modèles


disciplines et mots clés / disciplines and keywords


Analyse numérique Astronomie Astronomie autres radiations Astrophysique Physique atomique et nucléaire Physique de l'état condense [struct., électronique, etc.] Physique des espaces interplanétaires Sciences de l'espace Spectroscopie [électromagnétisme, optique, acoustique]

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