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Proposition de stage : Cinématique du disque et du disque épais de la Galaxie : analyse des données du relevé RAVE avec le modèle de la Galaxie de Besançon

par Edith Burgey -

Titre :Cinématique du disque et du disque épais de la Galaxie : analyse des données du relevé RAVE avec le modèle de la Galaxie de Besançon

Encadrant :
Annie Robin
annie.robin chez obs-besancon.fr +33384378621

Contexte : Une des méthodes pour mieux comprendre la formation et l’évolution de la Galaxie (donc des galaxies) est de faire un modèle numérique pour simuler à quoi ressemblerait la galaxie, son contenu en étoiles en particulier, si le scénario qu’on imagine est vrai. L’avantage de cette approche est qu’on peut aussi bien changer de scénario (ou certains de ces paramètres) pour tester la dépendance des observations en fonction des différents paramètres, par exemple de l’histoire du taux de formation des étoiles, de la quantité de matière noire dans le halo, de la forme du disque, du taux de merger, du scénario de formation du disque épais, etc. Selon que l’on considère des observations photométriques, astrométriques ou spectroscopiques on aura accès à des aspects différents de l’évolution, donc à des contraintes différentes et complémentaire sur le scénario.

Le relevé RAVE (Radial Velocity experiment http://www.rave-survey.aip.de/rave/) est un relevé d’environ 500 000 étoiles pour lesquelles on a mesuré les paramètres astrophysiques (température effective, gravité, métallicité) et vitesses radiales pour étudier l’évolution dynamique et chimique de la Galaxie.

Travail du stage : Il s’agit de comparer le modèle de la Galaxie de Besançon avec des données spectroscopiques du relevé RAVE, qui donne pour plusieurs centaines de milliers d’étoiles de l’hémisphère sud les vitesses radiales (donc évolution dynamique) ainsi que les paramètres atmosphériques des étoiles (Température effective, gravité, métallicité) - donc évolution stellaire. Ces paramètres d’évolution stellaire peuvent permettre d’avoir accès aux âges des étoiles. Ils sont donc des traceurs de l’évolution galactique, en particulier le taux de formation d’étoiles en fonction du temps, mais aussi l’évolution chimique grâce à la métallicité. La combinaison des deux donnent des contraintes sur l’évolution chemo-dynamique de la Galaxie.

Méthode  : l’étudiant fera une comparaison statistique entre les simulations du modèle et le relevé RAVE pour voir si les hypothèses faites dans le modèle sont en accord avec les observations. Il
pourra tester des hypothèses alternatives. Il regardera en particulier le champ de vitesse local, la relation âge/ dispersion des vitesses (indicateur de l’évolution dynamique du disque), ainsi que la relation âge /métallicité (indicateur de l’évolution chimique). Il pourra en déduire des contraintes sur le processus de chauffage dynamique du disque et les effets de mélange radial sur la formation du disque épais.

Biblio :
A. Robin et al, 2003, A&A 409, 523 "The Besancon Galaxy Model"
A. Siebert et al. 2011 The Astronomical Journal 141 187 "RAVE : 3rd data release"
A. Siebert et al 2011 2011MNRAS.412.2026S "Detection of a radial velocity gradient in the extended local disc with RAVE"

Lien vers le modèle de la galaxie de Besançon :
Lien vers le relevé RAVE : Radial Velocity experiment