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Natural Sciences and Engineering; Fundamental Sciences

Georges Michaud

Development of a model of the composition of the surface of the stars

Professeur émérite

Faculté des arts et des sciences - Département de physique

georges.michaud@umontreal.ca

Secondary numbers: 514 369-5261 (Travail 2) 514 343-6672 (Travail 1)
Secondary email: michaudg@astro.umontreal.ca (Travail)

Profile

Research expertise

We have introduced atomic diffusion into a stellar evolution code and obtain stellar models where particle transport is treated in the radiative zones. Radiative accelerations are calculated self consistently using the atomic data originally used by OPAL to obtain their opacity tables.

In Pop I stars it has been shown that an iron convection zone appears in all F, A and B stars where rotation and mass loss are negligible. By increasing the mass of the convective core, atomic diffusion modifies the morphology of the turnoff and the assumption of core overshoot in solar metallicity clusters such as M67 becomes unnecessary. We are currently investigating the role of mass loss as a competing process in particular for AmFm stars and the effect of the suggested change of solar metallicity on cluster morphology.

In Pop II stars, the evolution has been carried out successfully from the zero age main sequence to the middle of the horizontal branch. It has been shown that the assumption of core overshoot, which has always been made since suggested in 1970, is unnecessary since atomic diffusion of Carbon from the core is sufficient to insure convective neutrality at the helium burning core boundary causing a 50 % increase in the mass of the convective core. It has furthermore been shown that the overabundance of, for instance, iron by a factor of ~100 in the hot horizontal branch stars of M15 is explained by atomic diffusion driven by radiative accelerations. We are currently extending the calculations to the end of the horizontal branch and beyond and study the effect of varying the metallicity on the properties of the horizontal branch of clusters where abundance anomalies have been observed. These calculations will also be compared to observations of field sdB stars. A complete grill of models is being generated for Pop II stars and they will be used to interpret the implications of WMAP for the Li abundance, taking into account the latest developments.

Biography

Georges Michaud est professeur au Département de physique depuis 1969. Titulaire d’un doctorat en astronomie du California Institute of Technology, il a poursuivi pendant plus de 30 ans des recherches en astrophysique qui ont jeté les bases de l’étude de la diffusion des éléments à l’échelle stellaire. Ses travaux, dont il a rendu compte à plusieurs reprises dans les revues Astrophysical Journal et Astronomy & Astrophysics, ont renouvelé notre compréhension de l’évolution des étoiles et sont, encore aujourd’hui, unanimement appréciés des astrophysiciens.

On crédite Georges Michaud de deux grandes réalisations qui ont permis à l’Université d’étendre son rayonnement dans le domaine des sciences fondamentales. D’une part, il a été, avec Gilles Beaudet, l’un des plus acharnés défenseurs du projet de construction du télescope de l’observatoire du Mont-Mégantic et, à ce titre, il a grandement contribué à l’essor de l’astronomie d’observation au Québec. D’autre part, il a été l’inspirateur et le premier directeur du Centre de recherche en calcul appliqué, une unité de liaison et de transfert qui a longtemps réuni des universitaires et des chercheurs de l’industrie et qui a été un des partenaires fondateurs du Réseau québécois de calcul de haute performance.

La carrière de Georges Michaud est jalonnée d’honneurs. Lauréat du prix Vincent de l’ACFAS et du prix Steacie, il est membre de la Société royale du Canada depuis 1992 et a déjà obtenu une bourse Killam. En 1982, en reconnaissance de sa contribution à l’avancement des connaissances en astrophysique, l’Académie des sciences de Paris lui décernait la médaille Janssen, remise à un chercheur étranger.

Awards and recognitions

  • Prix Marcel-Vincent 1979 - Association francophone pour le savoir (Acfas)
  • Bourse Killam 1987 - Conseil des arts du Canada
  • Société royale du Canada : Les Académies des arts, des lettres et des sciences du Canada 1992 - Société royale du Canada
  • Médaille Janssen de l’Académie des sciences de Paris - 1982
  • Prix Carlyle S. Beals - 2006

Teaching and supervision

Student supervision

Theses and dissertation supervision (Papyrus Institutional Repository)

Projects

Research projects

2015 - 2023

CALCUL QUEBEC

Co-researchers : Jesse Shapiro , Mohamed Hijri , Daniel Sinnett , Mark E. Samuels , Laurent J. Lewis , Normand Mousseau , Anne Bruneau , Georges Michaud , François Schiettekatte , Rémy Sauvé , Michel Côté , Pierre-Louis Bellec , Damian Labuda , Jacques Drouin , Louis Jean Dubé , Guy Dumas , Marc Parizeau , Louis Pérusse , Alain De Champlain , Daniel Reinharz , Hugo Martel , Christian Gagné , Arnaud Droit , Frédéric Maps , R Platt , Alan C Evans , W Robert J Funnell , Hong Guo , Victoria Kaspi , Sang Yong Jeon , Nikolas Provatas , Russell Davidson , Jackalyn Marie Vogel , Nicolas Moitessier , Guy Moore , Sivakumaran Nadarajah , Abdelkader Baggag , Erica Moodie , Jacek A. Majewski , Andrew Piper , Luc Mongeau , Guillaume Bourque , Stefan Sinclair , Daniel Joseph Kirshbaum , Jun Song , Brigitte Jaumard , Jean-Yves Trépanier , François Guibault , François Bertrand , Alain Rochefort , Frédéric Sirois , Éric Laurendeau , Georges Dionne , Wagdi Habashi , G. Peslherbe , Thomas Fevens , Marius Paraschivoiu , Ali Dolatabadi , André Dieter Bandrauk , André-Marie Tremblay , Pierre Proulx , Noureddine Atalla , David Sénéchal , Armand Soldera , Kalifa Goïta , Alexandre Blais , Claude Legault , Stéphane Moreau , Hugo Larochelle , Pierre-Étienne Jacques , Gabriel Crainic , René Laprise , Pierre Gauthier , Laxmi Sushama , Simon Guillotte , Adam Skorek , Patrizio Antici , Dany Dumont , François Vidal , Jannette Frandsen , Lorne Archie Nelson , Martin Aube , Leandro Coelho , Marie-Jean Meurs
Funding sources: FRQNT/Fonds de recherche du Québec - Nature et technologies (FQRNT)
Grant programs: PVXXXXXX-(RS) Programme de regroupements stratégiques
2016 - 2018

Centre de recherche en astrophysique du Québec (CRAQ)

Lead researcher : Pierre Bergeron
Funding sources: FRQNT/Fonds de recherche du Québec - Nature et technologies (FQRNT)
Grant programs: PVXXXXXX-(RS) Programme de regroupements stratégiques
2008 - 2017

CENTRE DE RECHERCHE EN ASTROPHYSIQUE DU QUEBEC

Lead researcher : Pierre Bergeron
Funding sources: FRQNT/Fonds de recherche du Québec - Nature et technologies (FQRNT)
Grant programs: PVXXXXXX-(RS) Programme de regroupements stratégiques
1994 - 2017

EVOLUTION STELLAIRE ET PROCESSUS HYDRODYNAMIQUES DE TRANSPORT

Lead researcher : Georges Michaud
Funding sources: CRSNG/Conseil de recherches en sciences naturelles et génie du Canada (CRSNG)
Grant programs: PVX20965-(RGP) Programme de subvention à la découverte individuelle ou de groupe
2011 - 2015

ÉVOLUTION STELLAIRE ET PROCESSUS HYDRODYNAMIQUES DE TRANSPORT

Lead researcher : Georges Michaud

Outreach

Highlights

Mise en valeur d’une recherche

2006

Il vente dans les étoiles

L'ordinateur a permis d'améliorer largement les prévisions météorologiques terrestres depuis les cinquante dernières années. Aujourd'hui, en effet, la précision des données est aussi grande pour une semaine qu'elle l'était alors pour une journée. Il reste toutefois beaucoup de travail à abattre avant de pouvoir modéliser les vents à la surface de la planète bleue. Utilisant essentiellement les mêmes équations physiques de base que pour la météo terrestre, le physicien Georges Michaud s'intéresse aux modèles de comportement des vents à l'intérieur des étoiles : « Les calculs en jeu, impossibles à réaliser il y a dix ans, sont de l'ordre d'un milliard d'opérations à la seconde, l'équivalent de ce que réussiraient à exécuter l'ensemble des humains qui calculeraient en même temps et partageraient leurs résultats. »
Des métaux lourds à la surface des étoiles
Les processus hydrodynamiques, comme les vents à l'intérieur des étoiles, sont assez mal connus, mais les physiciens ont des pistes de travail. La concentration relative de certains éléments chimiques lourds, comme le fer ou l'or, par rapport à l'hydrogène dans les étoiles peut fournir des indications sur leur structure, mais aussi sur les tempêtes de vent qui s'y développent.
Dans les « amas globulaires », ces groupes d'étoiles formées très tôt dans l'histoire de l'univers, on remarque, pour certains d'entre eux, des différences de concentration des métaux d'une étoile à une autre. Pourtant, elles ont toutes été formées simultanément à partir d'un seul nuage. La métallicité de toutes les étoiles de l'amas était alors la même. Des influences propres à chaque étoile sont donc en jeu et modifient leur composition chimique de surface.
Georges Michaud a élaboré un modèle de la composition de surface des étoiles. Celui-ci propose une explication au fait que l'on retrouve à la surface de certaines étoiles plus massives que le Soleil beaucoup plus de fer, par exemple : « Les étoiles plus massives étant plus lumineuses, elles émettent donc plus de lumière. Notre modèle permet une meilleure compréhension de la manière dont la lumière traîne avec elle vers l'extérieur, en sortant de l'étoile, des éléments lourds. » En utilisant les méthodes de calcul les plus récentes, l'équipe de M. Michaud prédit actuellement le comportement de 28 éléments chimiques différents à la surface de différentes étoiles. Ces prédictions sont ensuite comparées aux observations obtenues avec les grands télescopes modernes tels le télescope spatial Hubble ou le Keck à Hawaï.
Modéliser les vents
L'entraînement des métaux par la lumière vers l'extérieur des étoiles n'est qu'un aspect des comportements hydrographiques à l'intérieur des étoiles. Il entre en compétition avec d'autres influences comme celles des vents et de la circulation à grande échelle : « La turbulence joue un rôle dans la diffusion des métaux, mais c'est un processus de base encore mal compris, rappelle Georges Michaud. Nous avons donc entrepris de simuler l'interaction entre la diffusion des atomes dans l'étoile et la turbulence. »
« Les équations hydrodynamiques possèdent toute une gamme de solutions possibles. Il y a donc d'autres interactions que nous devrons découvrir. Ces travaux sont réalisés à l'Université de Montréal en collaboration avec le Pr A. Vincent et les chercheurs J. Richer et S. Talon.

Publications and presentations

Disciplines

  • Physics
  • Astronomy and Astrophysics
  • Computer Science
  • Chemistry

Areas of expertise

  • Stellar
  • Elementary Particles
  • Atmosphere (Including Chemical Aspects)
  • Chemical Composition
  • Chemical Processes
  • Modelization and Simulation
  • Theory for calculus