Irradiation de l’environnement et instabilités du disque d’accrétion dans les systèmes binaires et les noyaux actifs de galaxies
Institution:
Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008)Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
The disc instability model of dwarf nova and soft X-ray transient outbursts successfully explains the gross features of the observed lightcurves. In its standard form, it is assumed that the mass transfer rate from the secondary remains constant. It is however possible that mass transfer variations are an important missing ingredient of the model, enabling to fix some of its deficiencies. However, there is yet no physical model describing how such a mass transfer enhancement could take place. This thesis focuses on different mechanisms that could lead to an increase in the mass transfer rate. An efficient way to increase mass transfer is to heat up the L1 region. We first focus on the irradiation of the secondary, which has often been suggested to lead to a substantial mass tranfer enhancement. Despite the formation of a strong flow from hot regions toward the L1 region, which is shaded by the accretion disc, no heat is effectively transported during an outburst. The strong surface flow in the L1 point could however lead to amoderate increase in themass transfer. We then show how the rim of the accretion disc, which is itself heated by tidal dissipation, can heat the L1 point directly. The resulting heating is however not very significant. We show that in soft X-ray transients, the environing medium could back-scattered a significant fraction of the accretion luminosity toward L1, whereas in dwarf novae it is negligible. Finally, we determine how an heating flux affects the secondary atmosphere and what is the resulting mass transfer enhancement. We show that this strongly depends on the nature of the incident radiation. In a different context, we also present results concerning the disc instability model applied to AGNs discs. There exists an unstable region in these discs, but the instability is not efficient in moduling the mass accretion rate onto the supermassive blackhole. We show that including irradiation of the disc does not change this conclusion. In this case, irradiation is far from playing the same role as in soft X-ray transients.
Abstract FR:
Le modèle de l’instabilité du disque des novae naines et des transitoires X molles explique les caractéristiques principales des courbes de lumières. La version standard du modèle fait l’hypothèse que le taux de transfert de la secondaire reste constant pendant le cycle des éruptions. Cependant, une variation du taux de transfert pendant une éruption pourrait être un ingrédient essentiel du modèle et permettrait d’améliorer ses prédictions. Toutefois il n’existe pas à ce jour de modèle physique décrivant cet effet. Cette thèse s’intéresse à différents mécanismes pouvant amener à une augmentation du taux de transfert. Chauffer le gaz près du point L1 est un moyen efficace d’obtenir une telle augmentation. Nous nous sommes tout d’abord intéressés à l’irradiation de la secondaire. Pendant une éruption, nous montrons qu’une circulation transportant de la matière des régions de hautes latitudes, irradiées, vers la région du point L1, nichée dans l’ombre du disque, se forme. Cependant le transport de chaleur est inefficace. L’existence même d’une circulation au point L1 pourrait néanmoins contribuer à augmenter le taux de transfert par un facteur =< 10. Nous avons ensuite déterminé le chauffage du point L1 par le bord externe du disque d’accrétion, lui même chauffé par les effets de marée ; le flux de chauffage résultant n’est pas significatif. Nous montrons ensuite que dans les transitoires X, la fraction de la luminosité d’accrétion rétro-diffusée par le milieu environnant du disque pourrait engendrer un chauffage de L1 significatif. Dans les novae naines, cet effet est complètement négligeable. Enfin, nous déterminons comment le chauffage affecte la structure de l’atmosphère de la secondaire et quel est l’augmentation du taux de transfert résultante. Nous montrons que l’effet dépend fortement de la nature du rayonnement incident. A coté du travail sur les systèmes binaires, nous présentons des résultats concernant l’application du modèle de l’instabilité du disque aux disques d’AGNs. Ces disques possèdent des régions instables, mais l’instabilité ne module pas de manière significative le taux d’accrétion sur le trou noir central. Nous montrons que la prise en compte de l’irradiation ne change pas cette conclusion et qu’elle est loin de jouer le même rôle que dans les transitoires X.