Diffusion in late stages of stellar evolution

Département de physique, Université de Montréal, Case postale 6128, Succursale A, Montréal, Québec, H3C 3J7, Canada

Abstract

The abundances of the chemical elements observed at the surface of white dwarfs are the result of diffussion in the external regions of these stars. It is described how diffusion determines the abundances of such elements as carbon, that are now being observed in the far UV Diffusion is shown to play a minor role in giants but its effects start to appear rapidly after the planetary nebula stage. While the basic physical process of gravitational settling is well understood, the quantitative values of the diffusion coefficients involved are uncertain in some cases. They pose interesting statistical physics problems specially for the thermal diffusion coefficients. Depending on the model used it can vary by orders of magnitude. A number of the possible sources of uncertainty of the diffusion coefficients are described as well as the astrophysical context where the coefficients are most uncertain.

Résumé

L'abondance des éléments chimiques à la surface des naines blanches est le fruit de la diffusion des particules dans les régions externes de ces étoiles. On décrit comment la diffusion détermine l'abondance du carbone que l'on observe dans l'UV. La diffusion joue une rôle mineur dans les géantes mais ses effets commencent à faire sentir peu après l'étape des nébuleuses planétaires. Le tri gravitationnel est un processus bien compris mais les coefficients de diffusion impliqués sont incertains dans plusieurs cas. Leur détermination, en particulier celle du coefhcient de diffusion thermique, pose des problèmes intéressants de physique statistique. Dépendant du modèle utilisé, la valeur du coefficient de diffusion thermique peut varier par plusieurs ordres de grandeur. Plusieurs des causes d'incertitude sont décrites de même que le contexte astrophysique où les coefficients sont le plus incertains.