uvby-beta photometry of solar twins The solar colors, model atmospheres, and the T(eff) and metallicity scales

Aims. Solar colors have been determined on the uvby-beta photometric system to test absolute solar fluxes, to examine colors predicted by model atmospheres as a function of stellar parameters (T(eff), log g, [Fe/H]), and to probe zero-points of T(eff) and metallicity scales. Methods. New uvby-beta photometry is presented for 73 solar-twin candidates. Most stars of our sample have also been observed spectroscopically to obtain accurate stellar parameters. Using the stars that most closely resemble the Sun, and complementing our data with photometry available in the literature, the solar colors on the uvby-beta system have been inferred. Our solar colors are compared with synthetic solar colors computed from absolute solar spectra and from the latest Kurucz (ATLAS9) and MARCS model atmospheres. The zero-points of different T(eff) and metallicity scales are verified and corrections are proposed. Results. Our solar colors are (b - y)(circle dot) = 0.4105 +/- 0.0015, m(1,circle dot) = 0.2122 +/- 0.0018, c(1,circle dot) = 0.3319 +/- 0.0054, and beta(circle dot) = 2.5915 +/- 0.0024. The (b - y)(circle dot) and m(1,circle dot) colors obtained from absolute spectrophotometry of the Sun agree within 3-sigma with the solar colors derived here when the photometric zero-points are determined from either the STIS HST observations of Vega or an ATLAS9 Vega model, but the c(1,circle dot) and beta(circle dot) synthetic colors inferred from absolute solar spectra agree with our solar colors only when the zero-points based on the ATLAS9 model are adopted. The Kurucz solar model provides a better fit to our observations than the MARCS model. For photometric values computed from the Kurucz models, (b - y)(circle dot) and m(1,circle dot) are in excellent agreement with our solar colors independently of the adopted zero-points, but for c(1,circle dot) and beta circle dot agreement is found only when adopting the ATLAS9 zero-points. The c(1,circle dot) color computed from both the Kurucz and MARCS models is the most discrepant, probably revealing problems either with the models or observations in the u band. The T(eff) calibration of Alonso and collaborators has the poorest performance (similar to 140 K off), while the relation of Casagrande and collaborators is the most accurate (within 10 K). We confirm that the Ramirez & Melendez uvby metallicity calibration, recommended by Arnadottir and collaborators to obtain [Fe/H] in F, G, and K dwarfs, needs a small (similar to 10%) zero-point correction to place the stars and the Sun on the same metallicity scale. Finally, we confirm that the c(1) index in solar analogs has a strong metallicity sensitivity.

Ionization in atmospheres of brown dwarfs and extrasolar planets. V. Alfvén Ionization

Observations of continuous radio and sporadic X-ray emission from low-mass objects suggest they harbor localized plasmas in their atmospheric environments. For low-mass objects, the degree of thermal ionization is insufficient to qualify the ionized component as a plasma, posing the question: what ionization processes can efficiently produce the required plasma that is the source of the radiation? We propose Alfv´en ionization as a mechanism for producing localized pockets of ionized gas in the atmosphere, having sufficient degrees of ionization ( 10−7) that they constitute plasmas. We outline the criteria required for Alfv´en ionization and demonstrate its applicability in the atmospheres of low-mass objects such as giant gas planets, brown dwarfs, and M dwarfs with both solar and sub-solar metallicities. We find that Alfv´en ionization is most efficient at mid to low atmospheric pressures where a seed plasma is easier to magnetize and the pressure gradients needed to drive the required neutral flows are the smallest. For the model atmospheres considered, our results show that degrees of ionization of 10−6–1 can be obtained as a result of Alfv´en ionization. Observable consequences include continuum bremsstrahlung emission, superimposed with spectral lines from the plasma ion species (e.g., He, Mg, H2, or CO lines). Forbidden lines are also expected from the metastable population. The presence of an atmospheric plasma opens the door to a multitude of plasma and chemical processes not yet considered in current atmospheric models. The occurrence of Alfv´en ionization may also be applicable to other astrophysical environments such as protoplanetary disks.

Chemical similarities between Galactic bulge and local thick disk red giant stars

Context. The evolution of the Milky Way bulge and its relationship with the other Galactic populations is still poorly understood. The bulge has been suggested to be either a merger-driven classical bulge or the product of a dynamical instability of the inner disk. Aims. To probe the star formation history, the initial mass function and stellar nucleosynthesis of the bulge, we performed an elemental abundance analysis of bulge red giant stars. We also completed an identical study of local thin disk, thick disk and halo giants to establish the chemical differences and similarities between the various populations. Methods. High-resolution infrared spectra of 19 bulge giants and 49 comparison giants in the solar neighborhood were acquired with Gemini/Phoenix. All stars have similar stellar parameters but cover a broad range in metallicity. A standard 1D local thermodynamic equilibrium analysis yielded the abundances of C, N, O and Fe. A homogeneous and differential analysis of the bulge, halo, thin disk and thick disk stars ensured that systematic errors were minimized. Results. We confirm the well-established differences for [O/Fe] (at a given metallicity) between the local thin and thick disks. For the elements investigated, we find no chemical distinction between the bulge and the local thick disk, which is in contrast to previous studies relying on literature values for disk dwarf stars in the solar neighborhood. Conclusions. Our findings suggest that the bulge and local thick disk experienced similar, but not necessarily shared, chemical evolution histories. We argue that their formation timescales, star formation rates and initial mass functions were similar.

First stars XI. Chemical composition of the extremely metal-poor dwarfs in the binary CS 22876-032

Context. Unevolved metal-poor stars constitute a fossil record of the early Galaxy, and can provide invaluable information on the properties of the first generations of stars. Binary systems also provide direct information on the stellar masses of their member stars. Aims. The purpose of this investigation is a detailed abundance study of the double-lined spectroscopic binary CS 22876-032, which comprises the two most metal-poor dwarfs known. Methods. We used high-resolution, high-S/N ratio spectra from the UVES spectrograph at the ESO VLT telescope. Long-term radial-velocity measurements and broad-band photometry allowed us to determine improved orbital elements and stellar parameters for both components. We used OSMARCS 1D models and the TURBOSPECTRUM spectral synthesis code to determine the abundances of Li, O, Na, Mg, Al, Si, Ca, Sc, Ti, Cr, Mn, Fe, Co and Ni. We also used the (COBOLD)-B-5 model atmosphere code to compute the 3D abundance corrections, notably for Li and O. Results. We find a metallicity of [Fe/H] similar to -3.6 for both stars, using 1D models with 3D corrections of similar to -0.1 dex from averaged 3D models. We determine the oxygen abundance from the near-UV OH bands; the 3D corrections are large, -1 and -1.5 dex for the secondary and primary respectively, and yield [O/Fe] similar to 0.8, close to the high-quality results obtained from the [OI] 630 nm line in metal-poor giants. Other [alpha/Fe] ratios are consistent with those measured in other dwarfs and giants with similar [Fe/H], although Ca and Si are somewhat low ([X/Fe] less than or similar to 0). Other element ratios follow those of other halo stars. The Li abundance of the primary star is consistent with the Spite plateau, but the secondary shows a lower abundance; 3D corrections are small. Conclusions. The Li abundance in the primary star supports the extension of the Spite Plateau value at the lowest metallicities, without any decrease. The low abundance in the secondary star could be explained by endogenic Li depletion, due to its cooler temperature. If this is not the case, another, yet unknown mechanism may be causing increased scatter in A( Li) at the lowest metallicities.

First stars XIII. Two extremely metal-poor RR Lyrae stars

Context. The chemical composition of extremely metal-poor stars (EMP stars; [Fe/H] < similar to -3) is a unique tracer of early nucleosynthesis in the Galaxy. As such stars are rare, we wish to find classes of luminous stars which can be studied at high spectral resolution. Aims. We aim to determine the detailed chemical composition of the two EMP stars CS 30317-056 and CS 22881-039, originally thought to be red horizontal-branch (RHB) stars, and compare it to earlier results for EMP stars as well as to nucleosynthesis yields from various supernova (SN) models. In the analysis, we discovered that our targets are in fact the two most metal-poor RR Lyrae stars known. Methods. Our detailed abundance analysis, taking into account the variability of the stars, is based on VLT/UVES spectra (R similar or equal to 43 000) and 1D LTE OSMARCS model atmospheres and synthetic spectra. For comparison with SN models we also estimate NLTE corrections for a number of elements. Results. We derive LTE abundances for the 16 elements O, Na, Mg, Al, Si, S, Ca, Sc, Ti, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Sr and Ba, in good agreement with earlier values for EMP dwarf, giant and RHB stars. Li and C are not detected in either star. NLTE abundance corrections are newly calculated for O and Mg and taken from the literature for other elements. The resulting abundance pattern is best matched by model yields for supernova explosions with high energy and/or significant asphericity effects. Conclusions. Our results indicate that, except for Li and C, the surface composition of EMP RR Lyr stars is not significantly affected by mass loss, mixing or diffusion processes; hence, EMP RR Lyr stars should also be useful tracers of the chemical evolution of the early Galactic halo. The observed abundance ratios indicate that these stars were born from an ISM polluted by energetic, massive (25-40 M(circle dot)) and/or aspherical supernovae, but the NLTE corrections for Sc and certain other elements do play a role in the choice of model.

[O/Fe] ESTIMATES FOR CARBON-ENHANCED METAL-POOR STARS FROM NEAR-INFRARED SPECTROSCOPY

We report on oxygen abundances determined from medium-resolution near-infrared spectroscopy for a sample of 57 carbon-enhanced metal-poor (CEMP) stars selected from the Hamburg/ESO Survey. The majority of our program stars exhibit oxygen-to-iron ratios in the range +0.5 < [O/Fe]< + 2.0. The [O/Fe] values for this sample are statistically compared to available high-resolution estimates for known CEMP stars as well as to high-resolution estimates for a set of carbon-normal metal-poor stars. Carbon, nitrogen, and oxygen abundance patterns for a sub-sample of these stars are compared to yield predictions for very metal-poor asymptotic giant branch (AGB) abundances in the recent literature. We find that the majority of our sample exhibit patterns that are consistent with previously studied CEMP stars having s-process-element enhancements and thus have very likely been polluted by carbon- and oxygen-enhanced material transferred from a metal-poor AGB companion.

First stars XII. Abundances in extremely metal-poor turnoff stars, and comparison with the giants

Context. The detailed chemical abundances of extremely metal-poor (EMP) stars are key guides to understanding the early chemical evolution of the Galaxy. Most existing data, however, treat giant stars that may have experienced internal mixing later. Aims. We aim to compare the results for giants with new, accurate abundances for all observable elements in 18 EMP turno. stars. Methods. VLT/UVES spectra at R similar to 45 000 and S/N similar to 130 per pixel (lambda lambda 330-1000 nm) are analysed with OSMARCS model atmospheres and the TURBOSPECTRUM code to derive abundances for C, Mg, Si, Ca, Sc, Ti, Cr, Mn, Co, Ni, Zn, Sr, and Ba. Results. For Ca, Ni, Sr, and Ba, we find excellent consistency with our earlier sample of EMP giants, at all metallicities. However, our abundances of C, Sc, Ti, Cr, Mn and Co are similar to 0.2 dex larger than in giants of similar metallicity. Mg and Si abundances are similar to 0.2 dex lower (the giant [Mg/Fe] values are slightly revised), while Zn is again similar to 0.4 dex higher than in giants of similar [Fe/H] (6 stars only). Conclusions. For C, the dwarf/giant discrepancy could possibly have an astrophysical cause, but for the other elements it must arise from shortcomings in the analysis. Approximate computations of granulation (3D) effects yield smaller corrections for giants than for dwarfs, but suggest that this is an unlikely explanation, except perhaps for C, Cr, and Mn. NLTE computations for Na and Al provide consistent abundances between dwarfs and giants, unlike the LTE results, and would be highly desirable for the other discrepant elements as well. Meanwhile, we recommend using the giant abundances as reference data for Galactic chemical evolution models.

Both accurate and precise gf-values for Fe II lines

We present a new set of oscillator strengths for 142 Fe II lines in the wavelength range 4000-8000 angstrom. Our gf-values are both accurate and precise, because each multiplet was globally normalized using laboratory data ( accuracy), while the relative gf-values of individual lines within a given multiplet were obtained from theoretical calculations ( precision). Our line list was tested with the Sun and high-resolution (R approximate to 10(5)), high-S/N (approximate to 700-900) Keck+HIRES spectra of the metal-poor stars HD 148816 and HD 140283, for which line-to-line scatter (sigma) in the iron abundances from Fe II lines as low as 0.03, 0.04, and 0.05 dex are found, respectively. For these three stars the standard error in the mean iron abundance from Fe II lines is negligible (sigma(mean) <= 0.01 dex). The mean solar iron abundance obtained using our gf-values and different model atmospheres is A(Fe) = 7.45(sigma = 0.02).

Beryllium abundances along the evolutionary sequence of the open cluster IC 4651-A new test for hydrodynamical stellar models

Context. Previous analyses of lithium abundances in main sequence and red giant stars have revealed the action of mixing mechanisms other than convection in stellar interiors. Beryllium abundances in stars with Li abundance determinations can offer valuable complementary information on the nature of these mechanisms. Aims. Our aim is to derive Be abundances along the whole evolutionary sequence of an open cluster. We focus on the well-studied open cluster IC 4651. These Be abundances are used with previously determined Li abundances, in the same sample stars, to investigate the mixing mechanisms in a range of stellar masses and evolutionary stages. Methods. Atmospheric parameters were adopted from a previous abundance analysis by the same authors. New Be abundances have been determined from high-resolution, high signal-to-noise UVES spectra using spectrum synthesis and model atmospheres. The careful synthetic modeling of the Be lines region is used to calculate reliable abundances in rapidly rotating stars. The observed behavior of Be and Li is compared to theoretical predictions from stellar models including rotation-induced mixing, internal gravity waves, atomic diffusion, and thermohaline mixing. Results. Beryllium is detected in all the main sequence and turn-off sample stars, both slow- and fast-rotating stars, including the Li-dip stars, but is not detected in the red giants. Confirming previous results, we find that the Li dip is also a Be dip, although the depletion of Be is more modest than for Li in the corresponding effective temperature range. For post-main-sequence stars, the Be dilution starts earlier within the Hertzsprung gap than expected from classical predictions, as does the Li dilution. A clear dispersion in the Be abundances is also observed. Theoretical stellar models including the hydrodynamical transport processes mentioned above are able to reproduce all the observed features well. These results show a good theoretical understanding of the Li and Be behavior along the color-magnitude diagram of this intermediate-age cluster for stars more massive than 1.2 M(circle dot).

Étude spectroscopique d'étoiles naines blanches riches en hélium de type DB et DBA

De nouveaux modèles d'atmosphère sont présentés, incluant les profils de raie d'hélium neutre améliorés de Beauchamp (1995) et le formalisme de probabilité d'occupation pour ce même atome. Ces modèles sont utilisés pour calculer une grille de spectres synthétiques correspondant à des atmosphères riches en hélium et contenant des traces d'hydrogène. Cette grille est utilisée pour déterminer les paramètres atmosphériques principaux des étoiles de notre échantillon, soient la température effective, la gravité de surface et l'abondance d'hydrogène. Notre échantillon contient des spectres visibles de haut rapport signal-sur-bruit pour 102 naines blanches riches en hélium, dont 29 ont été observés au cours de ce projet, ce qui en fait le plus grand échantillon de spectres de qualité de naines blanches riches en hélium. Des spectres synthétiques ont été calculés en utilisant différentes valeurs du paramètre α de la théorie de la longueur de mélange dans le but de calibrer empiriquement la valeur de ce paramètre pour les DB. Afin d'améliorer la précision sur les paramètres atmosphériques de quelques étoiles, nous avons utilisé des spectres couvrant la raie Hα pour mieux déterminer l'abondance d'hydrogène. Finalement, nous avons calculé la distribution de masse de notre échantillon et la fonction de luminosité des DB. La distribution de masse montre une coupure à 0.5 fois la masse solaire qui est prédite par les modèles d'évolution stellaire et dévoile une masse moyenne significativement plus élevée pour les étoiles de type DBA. La masse moyenne de l'ensemble des DB et DBA est très proche de celle des DA. La fonction de luminosité nous permet de calculer que le rapport du nombre de DB sur le nombre de DA vaut environ 25%.

Calculs de modèles d'atmosphères hors-ETL avec métaux pour les étoiles de type sdO : le cas particulier de SDSS J1600+0748

Nous présentons nos grilles de modèles d'atmosphères pour les étoiles sous-naines chaudes de type O (sdO) soit : des modèles classiques hors-ETL H, He, des modèles hors-ETL avec, en plus, du C, N, O et finalement des modèles incluant C, N, O, Fe. En utilisant les raies de Balmer et d'hélium dans le domaine du visible, nous avons fait des comparaisons entre les spectres théoriques de nos différentes grilles afin de caractériser les effets des métaux. On trouve que ces effets dépendent à la fois de la température et de la gravité. De plus, l'abondance d'hélium a une influence importante sur les effets des métaux; une abondance d'hélium faible (log N(He)/N(H) < -1,5) occasionne des effets assez importants alors qu'une abondance plus élevée tend à réduire ces mêmes effets. Nous avons aussi trouvé que l'ajout du fer (en abondance solaire) ne cause que des changements relativement faibles à la structure en température et, par le fait même, aux profils des raies d'hydrogène et d'hélium, par rapport aux changements déjà produits par le C, N, O (en abondance solaire). Nous avons utilisé nos grilles pour faire une analyse spectroscopique du spectre à haut signal sur bruit (180) et basse résolution (9 Å) de SDSS J160043.6+074802.9 obtenu au télescope Bok. Notre meilleure ajustement a été obtenu avec notre grille de spectres synthétiques incluant C, N, O et Fe en quantité solaire, menant aux paramètres suivants : Teff = 68 500 ± 1770 K, log g = 6,09 ± 0,07, and log N(He)/N(H) = -0,64 ± 0,05, où les incertitudes proviennent uniquement de la procédure d'ajustement. Ces paramètres atmosphériques, particulièrement la valeur de l'abondance d'hélium, placent notre étoile dans une région où les effets des métaux ne sont pas très marqués.

Analyse spectroscopique d'étoiles naines blanches riches en hydrogène(DA) : vers des modèles d'atmosphère améliorés sans paramètres libres

Le but de cette thèse est de raffiner et de mieux comprendre l'utilisation de la méthode spectroscopique, qui compare des spectres visibles de naines blanches à atmosphère riche en hydrogène (DA) à des spectres synthétiques pour en déterminer les paramètres atmosphériques (température effective et gravité de surface). Notre approche repose principalement sur le développement de modèles de spectres améliorés, qui proviennent eux-mêmes de modèles d'atmosphère de naines blanches de type DA. Nous présentons une nouvelle grille de spectres synthétiques de DA avec la première implémentation cohérente de la théorie du gaz non-idéal de Hummer & Mihalas et de la théorie unifiée de l'élargissement Stark de Vidal, Cooper & Smith. Cela permet un traitement adéquat du chevauchement des raies de la série de Balmer, sans la nécessité d'un paramètre libre. Nous montrons que ces spectres améliorés prédisent des gravités de surface qui sont plus stables en fonction de la température effective. Nous étudions ensuite le problème de longue date des gravités élevées pour les DA froides. L'hypothèse de Bergeron et al., selon laquelle les atmosphères sont contaminées par de l'hélium, est confrontée aux observations. À l'aide de spectres haute résolution récoltés au télescope Keck à Hawaii, nous trouvons des limites supérieures sur la quantité d'hélium dans les atmosphères de près de 10 fois moindres que celles requises par le scénario de Bergeron et al. La grille de spectres conçue dans ces travaux est ensuite appliquée à une nouvelle analyse spectroscopique de l'échantillon de DA du SDSS. Notre approche minutieuse permet de définir un échantillon plus propre et d'identifier un nombre important de naines blanches binaires. Nous déterminons qu'une coupure à un rapport signal-sur-bruit S/N > 15 optimise la grandeur et la qualité de l'échantillon pour calculer la masse moyenne, pour laquelle nous trouvons une valeur de 0.613 masse solaire. Finalement, huit nouveaux modèles 3D de naines blanches utilisant un traitement d'hydrodynamique radiative de la convection sont présentés. Nous avons également calculé des modèles avec la même physique, mais avec une traitement standard 1D de la convection avec la théorie de la longueur de mélange. Un analyse différentielle entre ces deux séries de modèles montre que les modèles 3D prédisent des gravités considérablement plus basses. Nous concluons que le problème des gravités élevées dans les naines blanches DA froides est fort probablement causé par une faiblesse dans la théorie de la longueur de mélange.

Relevé et analyse spectroscopiques d'étoiles naines blanches brillantes et riches en hydrogène

Nous présentons un relevé et une analyse spectroscopiques de plus de 1300 naines blanches brillantes (V < 17.5) et riches en hydrogène. Des spectres dans le domaine du visible avec un rapport signal-sur-bruit élevé ont été obtenus et les données ont ensuite été analysées avec notre méthode spectroscopique habituelle qui compare les profils observés des raies de Balmer à des spectres synthétiques calculés à partir de la dernière génération de modèles d’atmosphère. D’abord, nous présentons une analyse détaillée de 29 naines blanches de type DAO utilisant une nouvelle grille de modèles qui inclut du carbone, de l’azote et de l’oxygène aux abondances solaires. Nous démontrons que l’ajout de ces métaux dans les modèles d’atmosphère est essentiel pour surmonter le problème des raies de Balmer qui empêche un ajustement simultané de toutes les raies de Balmer avec des paramètres atmosphériques cohérents. Nous identifions également 18 naines blanches chaudes de type DA qui souffrent aussi du problème des raies de Balmer. Des spectres dans l’ultraviolet lointain obtenus des archives du satellite FUSE sont ensuite examinés pour démontrer qu’il existe une corrélation entre les abondances métalliques élevées et les cas du problème des raies de Balmer. Les conséquences de ces résultats pour toutes les naines blanches chaudes et riches en hydrogène sont discutées. En particulier, le scénario évolutif pour les naines blanches DAO est révisé et nous n’avons plus besoin d’évoquer l’évolution post-EHB pour expliquer la majorité des étoiles DAO. Finalement, nous élaborons un scénario dans lequel les métaux engendrent un faible vent stellaire qui expliquerait la présence d’hélium dans les étoiles DAO. Ensuite, nous présentons les résultats globaux de notre relevé, ce qui inclut une analyse spectroscopique de plus de 1200 naines blanches de type DA. En premier lieu, nous présentons le contenu spectroscopique de notre échantillon qui contient de nombreuses classifications erronées ainsi que plusieurs naines blanches de type DAB, DAZ et magnétiques. Nous discutons ensuite des nouveaux modèles d'atmosphère utilisés dans notre analyse. De plus, nous utilisons des modèles de naines M pour obtenir de meilleures valeurs des paramètres atmosphériques pour les naines blanches qui sont membres de systèmes binaires DA+dM. Certaines naines blanches uniques et quelques systèmes binaires double-dégénérées sont également analysés de manière plus détaillée. Nous examinons ensuite les propriétés globales de notre échantillon incluant la distribution de masse et la distribution de masse en fonction de la température. Nous étudions également la façon dont les nouveaux profils de raies de Balmer affectent la détermination des paramètres atmosphériques. Nous testons la précision et la robustesse de nos méthodes en comparant nos résultats avec ceux du projet SPY, dans le cadre duquel plus de 300 des mêmes naines blanches ont été analysées d'une manière complètement indépendante. Finalement, nous faisons un retour sur la bande d'instabilité des naines blanches pulsantes de type ZZ Ceti pour voir quels effets ont les nouveaux profils de raies sur la détermination de ses frontières empiriques.

Modèles d'atmosphères hors-ETL avec métaux : applications aux étoiles sous-naines chaudes

Avec la mise en place dans les dernières années d'une grappe d'ordinateurs (CALYS) dédiés aux calculs de modèles stellaires pour notre groupe de recherche, il nous est désormais possible d'exploiter à leur plein potentiel les modèles d'atmosphères hors équilibre thermodynamique local (HETL) en y incluant des éléments métalliques. Ce type de modèles, plutôt exigeant en temps de calcul, est toutefois essentiel pour analyser correctement les spectres d'étoiles chaudes comme les sous-naines de type O (sdO). Les travaux effectués dans le cadre de cette thèse ont comme point commun l'utilisation de tels modèles d'atmosphères pour faire l'analyse spectroscopique d'étoiles sous-naines chaudes dans des contextes variés. Le coeur de cette thèse porte sur Bd+28 4211, une étoile standard de type sdO très chaude, dans laquelle le problème des raies de Balmer, qui empêche de reproduire ces dernières avec une unique, et réaliste, combinaison de paramètres atmosphériques, est bien présent. Dans un premier temps nous présentons une analyse approfondie de son spectre ultraviolet (UV). Cela nous permet de déterminer les abondances de métaux dans l'atmosphère de l'étoile et de contraindre sa température effective et sa gravité de surface. Par la suite, ces résultats servent de point de départ à l'analyse du spectre optique de l'étoile, dans lequel le problème des raies de Balmer se fait sentir. Cette analyse nous permet de conclure que l'inclusion des abondances métalliques propres à l'étoile dans les modèles d'atmosphères HETL n'est pas suffisant pour surmonter le problème des raies de Balmer. Toutefois, en y incluant des abondances dix fois solaires, nous arrivons à reproduire correctement les raies de Balmer et d'hélium présentes dans les spectres visibles lors d'un ajustement de paramètres. De plus, les paramètres résultants concordent avec ceux indiqués par le spectre UV. Nous concluons que des sources d'opacité encore inconnues ou mal modélisées sont à la source de ce problème endémique aux étoiles chaudes. Par la suite nous faisons une étude spectroscopique de Feige 48, une étoile de type sdB pulsante particulièrement importante. Nous arrivons à reproduire très bien le spectre visible de cette étoile, incluant les nombreuses raies métalliques qui s'y trouvent. Les paramètres fondamentaux obtenus pour Feige 48 corroborent ceux déjà présents dans la littérature, qui ont été obtenus avec des types de modèles d'atmosphères moins sophistiqués, ce qui implique que les effets HETL couplés à la présence de métaux ne sont pas importants dans l'atmosphère de cette étoile particulière. Nous pouvons donc affirmer que les paramètres de cette étoile sont fiables et peuvent servir de base à une future étude astérosismologique quantitative. Finalement, 38 étoiles sous-naines chaudes appartenant à l'amas globulaire omega Centauri ont été analysées afin de déterminer, outre leur température et gravité de surface, leurs abondances d'hélium et de carbone. Nous montrons qu'il existe une corrélation entre les abondances photosphériques de ces deux éléments. Nous trouvons aussi des différences entre les étoiles riches en hélium de l'amas du celles du champ. Dans leur ensemble, nos résultats remettent en question notre compréhension du mécanisme de formation des sous-naines riches en hélium.