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Offre de thèse : "Vers un modèle évolutif dynamique prédictif pour la compréhension de la structure de la Galaxie"

Cette offre de thèse est maintenant close.

Sujet Vers un modèle évolutif dynamique prédictif pour la compréhension de la structure de la Galaxie
Laboratoire d’accueil envisagé Institut UTINAM
Responsable dans le laboratoire Annie Robin
Observatoire de Besançon
Institut Utinam
Tél : 0381666941
Fax : 0381666936
annie.robin[_at_]obs-besancon.fr
Date de Début septembre 2011
Profil du candidat Master 2 Astrophysique
Description du sujet La mission spatiale Gaia va produire une quantité de données jusque là inégalée pour
étudier la structure galactique. L’analyse et l’extraction de l’information pertinente de ce
catalogue sera complexe et nécessite une longue préparation à commencer dès
maintenant. On attend de ces données d’être capable d’établir l’histoire de la formation
et de l’évolution de la Galaxie, du point de vue dynamique et chimique. Cependant
passer du catalogue de données à un scénario d’évolution galactique va nécessiter de
construire des outils adéquats et efficaces à l’avance et en pratique dès maintenant. Le
sujet de cette thèse est de développer des outils d’interprétation des données de Gaia en
terme d’évolution galactique en se basant sur une approche synthétique. La thèse
s’appuiera sur le modèle de la Galaxie de Besançon qui sert déjà aux simulations de la
mission. L’analyse consistera à développer des méthodes d’ajustement de modèles
(chaînes de Markov Monte Carlo MCMC par exemple) et d’assimilation de données
pour contraindre les hypothèses faites dans le modèle par comparaison aux données.
En particulier on s’intéressera aux populations stellaires, à leur fonction de masse
initiale, à leur taux de formation d’étoiles et à sa variation en fonction de la position dans
la Galaxie, à leur cinématique et aux contraintes que cette cinématique apportent sur la
dynamique de la Galaxie et sur son évolution. Cela inclut de développer des méthodes de
cohérence dynamique, par exemple du genre Made-to-Measure (Syer & Tremaine) et de
développer des collaborations avec les équipes européennes travaillant sur cet aspect (O.
Gerhard, V. De Battista).
Les méthodes mises en place pourront être testées sur les données de relevés existants
(bien que le nombre d’observables disponibles dans ce cas soit bien entendu plus
restreint) et sur les données simulées de la mission Gaia, pour être prêtes à être
appliquées dès que les données Gaia arriveront. Cette thèse sera donc productrice de
publications avant l’arrivée des données Gaia.
Le modèle pourra être réajusté dès les premières données Gaia disponibles. Une méthode
d’assimilation sera mise en place pour faire du modèle un outil réactualisé en
permanence qui servira aussi à produire une classification bayesienne des étoiles,
particulièrement utile pour les étoiles faibles pour lesquelles la spectroscopie ne sera pas
disponible. Les retombées pour la structure galactique, outre de contraindre le schéma
d’évolution galactique, le potentiel galactique, l’IMF et le taux de formation stellaire
dans les différentes régions de la Galaxie, seront aussi de retrouver les sous-structures
non-relaxées, par soustraction de ce modèle dans différents espaces de projection des
observables.
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