Description détaillée du sujet (Madden).
Étude de l’impact de la formation massive d’étoiles sur le
milieu interstellaire des Nuages de Magellan, avec le
télescope spatial Herschel
En mai 2009, le télescope spatial Herschel Space Observatory
de l’ESA, a été lancé, afin d’explorer les longueurs d’onde infrarouges
et submillimétriques. Le Service d'Astrophysique du CEA, est impliqué
dans 2 des 3 instruments à bord du satellite, et possède donc du temps
garanti pour étudier le milieu interstellaire, aussi bien dans les galaxies
à grand décalage spectral que dans les galaxies plus proches. Notre
groupe est également impliqué dans un consortium international, pour
étudier les deux Nuages de Magellan (les galaxies les plus proches de
notre Voie Lactée), avec un grand programme clé de temps ouvert
Herschel (HERITAGE : http://sage.stsci.edu/index.php). Pour
interpréter les observations des galaxies cosmologiques qui ne sont pas
résolues spatialement, et ainsi mieux appréhender l'évolution des
galaxies, il est important de comprendre les détails de la physique du
milieu interstellaire (MIS) des galaxies dans l’univers proche. Les
Nuages de Magellan sont des maillons importants dans notre
compréhension des galaxies et de leur évolution. Leur proximité nous
permet d’étudier en détail les différentes composantes de leur milieu
interstellaire, et leur relation à la galaxie hôte.
Le but de cette thèse est de comprendre la manière dont les
étoiles jeunes et massives façonnent le milieu interstellaire et contrôlent
les caractéristiques spectrales des galaxies. À cette fin, le doctorant
développera des diagnostics spectroscopiques originaux, adaptés à
l’interprétation de l’interaction entre les composantes stellaires et le
MIS – du point de vue des gaz ionisé et atomique, aussi bien que de
celui de la poussière. Lorsqu’ils seront appliqués à des échelles
cosmologiques, ces outils de diagnostics, basés sur des considérations
physiques détaillées, transformeront ce qui n’est aujourd’hui qu’un
scenario incertain en une description précise de l’évolution des
principaux aspects de la formation d’étoiles.
Le travail de modélisation aura pour but d’extraire les
principales phases physiques du MIS bien résolues dans les Nuages de
Magellan: régions HII, nuages moléculaires, régions de
photodissociation (PDR) et MIS diffus. En particulier, le doctorant
étudiera les propriétés de la poussière et les propriétés du gaz de ces
régions, à l’aide de modèles décrivant l’interaction du rayonnement
stellaire avec les grains, en relation avec la microphysique du gaz, à
l’aide de modèles de photodissociation. Ces modèles permettront une
meilleure compréhension de l’émission infrarouge du MIS, indicateur
essentiel de la formation stellaire, contenant de nombreuses
informations sur l’impact de cette formation d’étoiles massives sur le
milieu interstellaire alentour. Cette étude permettra de comprendre
l’évolution et la distribution des différentes phases du MIS au sein des
galaxies.
Du point de vue des observations, ce projet consistera en
l’analyse des données exceptionnelles du Herschel Space Observatory
pour étudier les longueurs d’onde infrarouges et submillimétriques.