Effects of energetic particles produced by magnetic reconnection on discs of young stars

Effets des particules énergétiques produites par la reconnexion magnétique sur les disques des étoiles jeunes Les étoiles T Tauri, jeunes analogues d'étoiles similaires au Soleil, sont entourées de disques protoplanétaires de poussière et de gaz. Ces étoiles et leurs disques sont essentiels pour comprendre l'évolution stellaire et la formation des planètes dans les systèmes de faible masse. Ces étoiles présentent une forte variabilité, émettant notamment d'intenses éruptions de rayons X dues à des événements de reconnexion magnétique. Lors de ces événements, l'énergie magnétique est transformée en énergie cinétique des particules. Certaines de ces particules chauffent ensuite le plasma de la chromosphère sous-jacente à plusieurs dizaines de millions de degrés, émettant les rayons X observés. D'autres particules sont censées s'échapper de la chromosphère pour interagir avec l'environnement circumstellaire environnant.La question est de savoir quel est l'impact des particules produites par des événements de reconnexion magnétique sur les disques des jeunes étoiles.Les caractéristiques complexes des disques protoplanétaires autour des étoiles T Tauri nécessitent une stratégie interdisciplinaire pour améliorer notre compréhension de ces objets. Cette thèse a contribué à construire un cadre combinant des méthodologies observationnelles, des modèles chimiques et dynamiques de disques protoplanétaires, et la mécanique de l'accélération et du transport des particules énergétiques. Cette synergie vise à démontrer leur impact collectif sur la dynamique et la chimie du disque et éventuellement sur ses jets associés.Nous introduisons d'abord la modélisation des étoiles T Tauri et de leurs disques, en tenant compte des contraintes observationnelles actuelles, comme la distribution de masse du disque et leur structure thermique. Ensuite, nous examinons en profondeur le rôle de l'ionisation dans la dynamique du disque, y compris son origine. Non seulement par des sources standard comme le rayonnement stellaire et les rayons cosmiques galactiques (GCR) mais aussi par l'ionisation non thermique due aux événements de reconnexion magnétique. Nous examinons ensuite les événements de reconnexion magnétique dans les éruptions T Tauri comme une source d'ionisation alternative, nécessitant des considérations théoriques distinctes des flares solaire en raison de leurs propriétés magnétiques et lumineuses décuplés. Puis, nous analysons le transport des particules énergétiques dans le disque d'accrétion, introduisant deux modèles de transport basés sur la densité de colonne des particules. Ensuite, nous présentons une étude utilisant le code ProDiMO, révélant que les particules issues d'événements de reconnexion magnétique pourraient contribuer significativement à l'ionisation du disque. Enfin, nous présentons une étude complémentaire prenant en compte des facteurs temporels, montrant que la prise en compte de ces particules pourrait augmenter le taux d'ionisation et influencer la chimie et la dynamique du disque ainsi que le mécanisme de lancement des vents et des jets.En conclusion, cette thèse souligne la possibilité que les événements de reconnexion magnétique soient fondamentaux pour comprendre l'ionisation dans les disques protoplanétaires internes autour des jeunes étoiles T Tauri. De telles découvertes pourraient redéfinir notre compréhension de la dynamique du disque, de la chimie et des premiers stades de la formation planétaire.