Nouveaux modeles d'atmosphere pour etoiles massives: effets de line-blanketing et proprietes des vents des etoiles O

Jury: Sylvie vauclair, John Hillier, Artemio Herrero, Andre Maeder, Daniel Schaerer, Mohammad Heydari-MalayeriAtmosphere models for massive stars have become very realistic since the recent inclusion of line-blanketing. In the first part of this thesis we have studied quantitatively the effects of metals on the atmospheric structure and emergent spectrum of models computed with the code CMFGEN. We have first shown that the effective temperature scale of O dwarfs was cooler than previous calibrations based on H He models. We have also shown that line-blanketing modifies the spectral energy distribution of O stars: the flux below ~ 500 A is reduced due to the inclusion of bound-free opacities. Finally, we have tested these new SEDs thanks to the study of nebular lines emitted in compact Galactic HII regions and observed by ISO and we have found that the inclusion of line-blanketing leads to significant improvement, although the agreement with the observations is still not perfect. In the second part of this thesis, we have studied the stellar and wind properties of O dwarfs in order to quantify their mass loss rates and modified wind momenta and their dependence on metallicity and luminosity. We have been especially interested in stars with weak winds since they have never been analysed through quantitative spectroscopy before. We have shown thar both the stellar component of the High Excitation Blob N81 in the Small Magellanic Cloud (O stars possibly members of the Vz class) and faint Galactic O dwarfs display very weak winds with mass loss rates of the order of 1e-9 Msol/yr. Such mass loss rates are lower than ever observed and lower than predicted by hydrodynamical simulations. The same can be said about modified wind momenta so that the modified wind momentum - luminosity relation displays a break-down around log L/Lsol = 5.2. Several possibilities to explain such weak winds are investigated, but the exact physical reason remains unknown.Les etoiles massives jouent un role crucial dans divers domaines de l'astrophysique: elles produisent la majorite des elements plus lourds que l'Oxygene; elles creent des regions HII grace a leur fort pouvoir ionisant; elles terminent leur vie en supernovae. Par ailleurs, elles ont la particularite d'emettre continument un fort vent engendre par la pression de radiation et qui interagit avec le milieu interstellaire environnant, creant des bulles, des chocs et declenchant l'effondrement des nuages moleculaires voisins. En outre, la perte de masse associee a ces vents est telle qu'elle va gouverner completement l'evolution de l'etoile. Il est donc important de connaitre quantitativement ces vents radiatifs d'etoiles massives, ce qui passe par la modelisation de leurs atmospheres. Dans ce cadre, les codes de calcul ont vu recemment leur fiabilite se renforcer significativement grace a l'inclusion du line-blanketing, permettant ainsi d'esperer une connaissance accrue des proprietes des etoiles massives. Dans une premiere partie de cette these, nous nous sommes donc interesses a l'etude des effets induits par le line-blanketing sur le comportement des modeles d'atmosphere. Nous avons ainsi montre qu'a la fois le spectre emergent et la structure de cette atmosphere etaient modifies. Cela se traduit par une reduction de l'echelle de temperature (relation Teff - type spectral) des etoiles O de 1500 a 4000 K pour les naines de type spectral tardif et precoce respectivement, ainsi que par une revision des parametres fondamentaux (luminosite, flux ionisants). L'inclusion des metaux modifie egalement de facon significative la distribution spectrale d'energie de ces etoiles, ce qui permet entre autre de mieux rendre compte des sequences d'excitation construites a partir de raies nebulaires infrarouges observees dans des regions HII compactes. Dans une seconde partie, nous nous sommes interesses aux proprietes de vent des etoiles de type O. Une premiere etude menee sur les etoiles de la region N81 du SMC au moyen de spectres STIS/HST a revele l'exceptionnelle faiblesse de leurs vents ainsi que leur probable appartenance a la classe spectrale Vz. Avec des taux de perte de mass de l'ordre de 1e-9 Msol/an, ces vents sont en effet plus faibles que ce qui a jamais ete observe et predit par les simulations hydrodynamiques. Il en va de meme pour les quantites de mouvement modifiees. Une seconde etude d'etoiles Galactiques connues pour montrer qualitativement des vents faibles ainsi que de quelques etoiles Vz a elle aussi revele l'existence de vents faibles dans les etoiles les moins lumineuses, revelant de ce fait une rupture de pente de la relation quantite de mouvement modifiee - luminosite pour des luminosites plus faibles que 1e5.2 Lsol. L'origine de la faiblesse de ces vents reste inconnue puisque ni la metallicite ni la jeunesse des etoiles ne semblent etre en mesure de les expliquer