Hot B subdwarf pulsators observed with TESS and asteroseismology of TIC 441725813

Les étoiles sous-naines chaudes de type B (sdB) sont des étoiles compactes, brûlant l'hélium dans leur cœur, qui occupent une phase critique de l'évolution stellaire. Elles jouent un rôle clé dans la compréhension de l'évolution binaire, des stades avancés de l'évolution stellaire, ainsi que dans la formation des supernovae de type Ia et des sources d'ondes gravitationnelles. Malgré leur importance, les canaux de formation détaillés et les structures internes des étoiles sdB restent un sujet de recherche actif, avec plusieurs questions ouvertes concernant leurs propriétés de rotation, la composition de leur enveloppe et les interactions binaires.Ce travail de thèse présente une étude approfondie des étoiles sdB, avec un accent particulier sur le pulsateur hybride TIC 441725813. Dans le cadre de ce travail, nous avons mené une enquête systématique sur les candidats sdB à l'aide des données photométriques du satellite TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite). Grâce à des procédures rigoureuses de sélection et de classification, nous avons identifié un échantillon significatif de cibles présentant au moins deux des trois caractéristiques suivantes : pulsations en modes g, pulsations en modes p et indices de binarité. Ce catalogue exhaustif enrichit la compréhension actuelle des propriétés de pulsation des étoiles sdB et fournit une base précieuse pour les travaux ultérieurs de modélisation sismique.Concernant TIC 441725813, nous avons réalisé une analyse détaillée de ses courbes de lumière obtenues par TESS, couvrant plus de 670 jours d'observations continues. Le spectre en fréquence obtenu révèle un motif complexe et riche d'oscillations en modes g et p, ainsi que des signatures nettes de dédoublement rotationnel et des indices de binarité. À partir des dédoublements observés, nous estimons la période de rotation du cœur à environ 85 jours, tandis que l'enveloppe tourne environ 4,7 fois plus rapidement, ce qui suggère une rotation différentielle et possiblement des interactions de marée avec un compagnon.À partir des fréquences de pulsation observées, nous avons mené une modélisation astérosismique détaillée de TIC 441725813 en utilisant nos modèles stellaires de cinquième génération (5G) en modélisation directe. L'optimisation a été effectuée à l'aide d'un algorithme génétique à codage réel, explorant un espace de paramètres à 13 dimensions et évaluant près d'un million de modèles sismiques. Le modèle optimal reproduit avec succès les 37 modes de pulsation observés, comprenant 35 modes g et 2 modes p, avec un écart relatif moyen des périodes de seulement 0,14 %. Il s'agit de la première solution sismique pour un pulsateur sdB hybride reproduisant simultanément les modes g et p à un niveau de précision comparable.Les paramètres stellaires déduits sont fortement contraints : une masse totale de 0,481 ± 0,006 masses solaires, un rayon de 0,219 ± 0,006 rayons solaires, et une température effective de 28150 ± 525 K, en parfait accord avec les estimations indépendantes issues de la spectroscopie et de l'ajustement de la distribution spectrale d'énergie (SED). En interne, l'étoile présente une enveloppe à double strate hydrogène/hélium ainsi qu'un noyau convectif relativement étendu, avec une fraction massique d'hélium de 0,29 ± 0,05, dépassant les limites prédites par les modèles évolutifs standards en une dimension. Ce résultat fournit une preuve observationnelle de l'existence d'une forte pénétration convective au-delà des limites du cœur convectif en tant que tel et d'un mélange semi-convectif efficace, en lien avec les prédictions issues des simulations hydrodynamiques récentes en trois dimensions.