Estimations de distances avec Gaia (Encadreur : Julien Montillaud

Estimations de distances avec Gaia
Proposant : Julien Montillaud
Les mesures de distance représente un obstacle majeur en astrophysique. Les distances des étoiles
ont jusqu'à présent le plus souvent été déterminées de manière indirecte, par exemple en comparant
la luminosité observée à la luminosité intrinsèque déduite d'observations diverses. Dans le cas des
nuages interstellaires, l'estimation de distance est encore plus difficile, et s'appuie souvent sur la
mesure de distance des étoiles en avant et arrière plan du nuage.
Le satellite Gaia, dont les premières données ont été rendues publiques en Septembre dernier,
devrait conduire à une véritable révolution dans ce domaine grâce à des mesures de parallaxes (voir
schéma) réalisées avec une précision et une sensibilité plusieurs ordres de grandeurs supérieures
aux mesures disponibles jusqu'à présent.
Figure 1 : Illustration du lien entre l'angle de parallaxe et la distance D d'une étoile. Crédits :
https://fr.wikipedia.org/wiki/Parallaxe#/media/File:Parallaxe_annuelle.png
En principe, la distance D d'une étoile se déduit de son angle de parallaxe par une simple
inversion : D[pc] = 1/ [arcsec], où pc=parsec est une unité de distance et arcsec est une unité
d'angle. Cependant, les mesures de parallaxe sont entachées d'une incertitude parfois importante,
qui conduit à une distribution non symétrique de probabilité d'erreur sur la distance. La valeur de
distance obtenue en inversant simplement la parallaxe est donc une mauvaise image de la distance
la plus probable dès que l'erreur dépasse typiquement 10 ou 20 %. Bailer-Jones (2015,
http://cdsads.u-strasbg.fr/abs/2015PASP..127..994B) propose une méthode statistique Bayesienne
permettant une meilleure estimation des distances à partir des parallaxes.
L'objectif du projet consiste à estimer la distance d'un ensemble de nuages interstellaires à partir des
données Gaia. L'étudiant(e) devra prendre en main la méthode proposée par Bailer-Jones afin de la
mettre en œuvre pour estimer les distances d'étoiles apparaissant au voisinage des nuages, dans le
plan du ciel. Il (elle) devra également se familiariser avec certains concepts astronomiques
élémentaires (types spectraux des étoiles, extinction interstellaire) afin d'estimer quelles étoiles sont
en avant-plan ou en arrière-plan des nuages, et donc d'encadrer les distances des nuages
interstellaires. Les résultats obtenus seront utiles, au-delà du stage, pour l'étude de ces nuages
comme régions de formation d'étoiles.