compléter et préparer l`analyse des données Gaia/RVS

Le relevé spectroscopique Gaia-ESO :
compléter et préparer l'analyse des données Gaia/RVS
Superviseurs: Patrick de Laverny ([email protected]) - Alejandra Recio-Blanco ([email protected])
Tél. [phone]
Lab. Lagrange UMR 7293 – Observatoire de la Côte d'Azur - Nice (France)
Comment les disques de galaxies se forment et quelle est l'histoire de la formation et de
l'évolution de leurs populations stellaires sont des questions majeures de l'astrophysique actuelle.
Les plus récentes simulations numériques de l'accrétion de matière noire froide suggèrent que les
galaxies se forment par des processus d'accrétions successifs. Cependant, bien que ces simulations
reproduisent correctement les propriétés des plus grandes structures de l'Univers, les principales
caractéristiques des structures à l'échelle des dimensions des galaxies ou plus petites ne sont pas
bien prédites. Obtenir une description précise de notre Galaxie est, par conséquent, fondamental
puisque cette “cosmologie locale” nous instruit sur des processus majeurs qui ne peuvent pas être
étudiés avec des objets distants et peu résolus.
Dans un futur proche, la mission Gaia de l'Agence Spatiale Européenne obtiendra plusieurs
dizaines de millions de spectres d'étoiles, ce qui conduira à des avancées inédites dans notre
connaissance de l'histoire de la Voie Lactée et de la formation des galaxies en général. Le but de
cette thèse est de préparer l'analyse automatique et l'exploitation scientifique des données
spectroscopiques de Gaia grâce à l'expérience qui sera acquise avec le grand relevé
spectroscopique de l'ESO (Gaia-ESO Survey, GES).
GES a été conçu comme la contrepartie au sol de Gaia. Durant ce relevé, 300 nuits d'observations
avec l'instrument VLT/FLAMES (de janvier 2012 à fin 2016) permettront d'étudier toutes les
principales composantes de la Galaxie avec une excellente statistique (105 étoiles). Notre groupe est
particulièrement bien impliqué dans GES puisque nous sommes responsables de l'analyse de toutes
les étoiles de type FGK qui seront observées avec le spectrographe GIRAFFE (soit la quasi-totalité
des sources). Nous coordonnons ainsi les efforts d'une soixantaine de collègues européens,
responsabilité qui nous a été attribuée grâce à notre expérience en analyse spectrale automatique et
en Archéologie Galactique (Kordopatis, Recio-Blanco, de Laverny et al. 2011, A&A 535, 107;
Recio-Blanco, Bijaoui & de Laverny, 2006, MNRAS, 370, 141).
Par ailleurs, une des deux configurations spectroscopiques de GES, le mode HR21 de GIRAFFE,
correspond au domaine de longueur d'onde du spectrographe de Gaia (RVS). GES nous permettra
donc de tester, avec de très grandes quantités de données réelles, nos différents algorithmes
d'analyse des données RVS développés dans le cadre du DPAC de Gaia et déjà intégrés au
CNES. De plus, le relevé GES est fondamental pour tester un aspect particulier de l'analyse des
données Gaia : la prise en compte de contraintes photométriques lors de l'analyse spectroscopique.
En effet, les spectres GES seront complétés par des données photométriques de très bonne qualité.
De nouveaux développements des algorithmes sont donc nécessaires ce qui conduira, pour Gaia, à
une analyse optimale des spectres RVS en tenant compte de la photométrie de Gaia.
En résumé, à l'image de l'évolution du vivant sur Terre qui a été déduite de l'examen des fossiles
rocheux, notre objectif est de déduire l'histoire de la Galaxie en étudiant les étoiles qui contiennent
des trâces fossiles de leur passé dans leur âge, leur composition chimique et leur cinématique. Cette
thèse sera centrée sur la détermination automatique des paramètres atmosphériques stellaires
et sur l'analyse des propriétés chimiques et cinématiques des populations galactiques. Elle
permettra de franchir une étape importante dans la préparation de l'analyse des données Gaia et leur
interprétation, tout en apportant des contraintes nouvelles aux scénarios de formation la Voie
Lactée.