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AbstractAbstract
[en] One of the priorities of contemporary astrophysics remains to understand the mechanisms which lead to star formation. In the dense cores where star formation occurs, temperature, pressure, etc... are such that it is impossible to reproduce them in the laboratory. Numerical calculations remain the only mean to study physical phenomena that are involved in the star formation process. The focus of this thesis has been on the numerical methods that are used in the star formation context to describe highly non-linear and multi-scale phenomena. In particular, I have concentrated my work on the first stages of the pre-stellar dense cores collapse. This work is divided in 4 linked part. In a first study, I use a 1D Lagrangian code in spherical symmetry (Audit et al. 2002) to compare three models that incorporate radiative transfer and matter-radiation interactions. This comparison was based on simple gravitational collapse calculations which lead to the first Larson core formation. It was found that the Flux Limited Diffusion model is appropriate for star formation calculations. I also took benefit from this first work to study the properties of the accretion shock on the first Larson core. We developed a semi-analytic model based on well-known assumptions, which reproduces the jump properties at the shock. The second study consisted in implementing the Flux Limited Diffusion model with the radiation-hydrodynamics equations in the RAMSES code (Teyssier 2002). After a first step of numerical tests that validate the scheme, we used RAMSES to perform the first multidimensional collapse calculations that combine magnetic field and radiative transfer effects at small scales with a high numerical resolution. Our results show that the radiative transfer has a significant impact on the fragmentation in the collapse of pre-stellar dense cores. I also present a comparison we made between the RAMSES code (Eulerian approach) and the SPH code DRAGON (Goodwin 2004, Lagrangian approach). We studied the effect of the numerical resolution on the angular momentum conservation and on the fragmentation. We show that the two methods converge, provided that we use high numerical resolution criteria, which are much greater than the usual criteria found in the literature. The two methods then seem to be adapted to the study of tar formation. (author)
[fr]
La comprehension des processus conduisant a la formation des etoiles est l'un des enjeux majeurs de l'astrophysique contemporaine. Au sein des nuages conduisant a la formation d'etoiles, les conditions de temperature, pression, etc... sont telles qu'il est impossible de les reproduire par l'experience. C'est pourquoi la simulation numerique reste le seul moyen d'etudier les phenomenes physiques intervenant dans le processus de formation des etoiles et ainsi de verifier la theorie. Ma these est axee autour des methodes numeriques utilisees dans le contexte de la formation d'etoiles, phenomene multi-echelles et hautement non-lineaire, necessitant l'utilisation d'outils bien adaptes. Dans cette these autour de l'etude des premieres phases de l'effondrement de coeurs denses prestellaires, mon travail s'est divise en 4 parties liees. Dans une premiere etude, j'ai utilise un code lagrangien 1D a symetrie spherique (Audit et al. 2002) pour comparer plusieurs modeles traitant plus ou moins precisement le transfert radiatif et l'interaction matiere-rayonnement. Cette comparaison est basee sur des calculs simples d'effondrement gravitationnel conduisant a la formation du premier coeur de Larson. J'ai aussi tire benefice de ce premier travail pour etudier les proprietes du choc d'accretion sur le premier coeur de Larson. Nous avons developpe un modele semi-analytique permettant de reproduire les proprietes de saut au choc en partant d'hypotheses bien connues. Ayant valide les methodes utilisees precedemment, nous avons retenu l'approche de diffusion a flux limite que j'ai ensuite integree avec les equations de l'hydrodynamique radiative dans le code AMR RAMSES (Teyssier 2002). Apres validation des schemas implementes, nous avons utilise RAMSES pour realiser des effondrements multidimensionnels avec champ magnetique et transfert radiatif. Nous avons ainsi realise les premieres simulations combinant les effets du champ magnetique et du transfert radiatif aux petites echelles avec une grande precision. Nos resultats montrent que le transfert radiatif a un impact significatif sur la fragmentation au cours de l'effondrement des coeurs denses prestellaires. Enfin, j'ai realise une comparaison du code RAMSES (approche eulerienne) et du code SPH DRAGON (Goodwin 2004, approche lagrangienne). Nous avons etudie l'impact de la resolution numerique sur la conservation du moment angulaire et la fragmentation. Nous avons montre qu'en utilisant des criteres de resolution forts et bien superieurs aux criteres usuels de la litterature, les deux outils convergent et semblent donc bien adaptes a la formation d'etoiles. (auteur)Original Title
Formation d'etoiles: etude de l'effondrement des coeurs prestellaires
Primary Subject
Secondary Subject
Source
21 Sep 2009; 189 p; [160 refs.]; Available from the INIS Liaison Officer for France, see the 'INIS contacts' section of the INIS-NKM website for current contact and E-mail addresses: http://www.iaea.org/inis/Contacts/; These Docteur de l'Ecole Normale Superieure de Lyon - Universite de Lyon, Specialite: Physique
Record Type
Report
Literature Type
Thesis/Dissertation
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Country of publication
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