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La majorité des domaines de l’astrophysique se fondent sur notre connaissance de la physique stellaire. Les théories de la structure interne et de l’évolution stellaire comportent cependant de nombreuses inconnues dues notamment au manque de contraintes observationnelles disponibles. En effet, les observations classiques (photométrie, spectroscopie, interférométrie) nous renseignent uniquement sur les propriétés de surface d’une étoile (luminosité, température effective, abondances chimiques, rayon). On comprend alors aisément que les observations classiques ne contraignent que faiblement les modèles théoriques et qu’il est donc nécessaire d’obtenir des informations sur les propriétés du coeur des étoiles en vue d’une amélioration significative de la physique stellaire.
Les étoiles possédant une zone convective externe sont traversées par des ondes acoustiques générées par les mouvements stochastiques de la convection. Par interférences constructives et destructives, ces ondes vont donner naissance à un spectre acoustique bien défini d’ondes stationnaires, c’est-à-dire de modes d’oscillation globaux de l’étoile. La découverte des ondes acoustiques du Soleil et leur interprétation théorique ont ouvert la voie à l’étude des oscillations solaires appelée héliosismologie. Les nombreuses observations héliosismiques, et le développement de méthodes théoriques pour les interpréter, ont permis d’obtenir des résultats essentiels : mesures de la rotation interne du Soleil, de la taille de l’enveloppe convective, de l’abondance en hélium des couches externes, etc.
Ces données se sont avérées cruciales pour notre compréhension de la physique stellaire et elles ont notamment permis le développement de la théorie de la diffusion microscopique, l’élaboration d’équations d’états réalistes, une meilleure description des effets magnétiques, ainsi qu’une meilleure modélisation des processus de mélange liés à la rotation et aux ondes de gravité. L’héliosismologie a également contribué de manière décisive à la résolution du problème des neutrinos solaires et par ce biais a participé à une avancée significative de la physique fondamentale. L’astérosismologie vise à étendre ces techniques d’analyse à d’autres étoiles que le Soleil, et d’en déduire des contraintes sur les propriétés de ces étoiles (masse, âge, etc.) ainsi que sur la physique utilisée par les modèles de structure interne (modélisation de la convection, de la rotation, effets d’un champ magnétique, etc.). L’étude des ondes acoustiques par l’observation des déformations de la surface de l’étoile qu’elles engendrent offre donc l’opportunité de pouvoir véritablement sonder les intérieurs stellaires.