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Sujets de thèse
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DRF : Sujet de thèse SL-DRF-19-0798

DOMAINE DE RECHERCHE
Astrophysique / Physique corpusculaire et cosmos
INTITULÉ DU SUJET Français English

ÉTUDE MULTI-PHASE DU MILIEU INTERSTELLAIRE DE GALAXIES PRIMITIVES

RÉSUMÉ DU SUJET

L’évolution des galaxies et la formation des étoiles sont contrôlées en grande partie par des processus physiques et chimiques directement reliés au milieu interstellaire (MIS). Le MIS est une composante essentielle des galaxies, à la fois sujet à de multiples mécanismes de chauffage – ionisation par photons UV, X ou par rayons cosmiques, effet photoélectrique sur les grains de poussière, ondes de choc, etc... – et à l'origine de nouvelles générations stellaires dans les nuages les plus froids et denses. Les principaux processus thermiques dans le MIS de notre Galaxie sont connus et à peu près contraints, mais ils restent encore largement inexplorés dans les galaxies à très faible métallicité (contenu en éléments lourds produits dans les étoiles). De telles galaxies, qui n'ont que peu évoluées chimiquement depuis la formation des premières galaxies, existent dans l'Univers Local et nous fournissent une comparaison inespérée avec les environnements primordiaux à très grand redshift.

Les grandes questions auxquelles nous cherchons à répondre sont les suivantes: (1) le gaz moléculaire est-il vraiment nécessaire à la formation stellaire? (2) comment le gaz moléculaire est-il distribué dans les galaxies primitives et comment pouvons-nous l'observer avec ALMA et JWST? (3) quelle est l'influence des objects compacts sur le MIS et la formation stellaire?

Récemment (Lebouteiller et al. 2017) nous avons montré que des sources ultralumineuses en X ("hors-noyau", c'est-à-dire disséminées dans la galaxie) peuvent dominer le chauffage du MIS à grande échelle spatiale dans les galaxies primitives, apportant des contraintes importantes sur le réservoir de gaz moléculaire (normalement lié à la formation stellaire). Il s'agit désormais d'étendre et généraliser ces résultats pour construire des diagnostics qui serviront de références fondamentales pour les futures observations avec ALMA, JWST, ATHENA et pour les simulations numériques de l'Univers primordial. Un objectif parallèle consistera à réaliser le problème inverse, c'est-à-dire contraindre les propriétés des objets compacts via leurs signatures dans le MIS et déterminer la nature de ces sources (trous noirs de masse intermédiaire, étoiles à neutron, ...) et leur rôle dans l'évolution des galaxies.

INFORMATIONS PRATIQUES
Institut de recherche sur les lois fondamentales de l'univers
Direction d'Astrophysique
Laboratoire d’études de la formation des étoiles et du milieu interstellaire
Centre : Saclay
Date souhaitée pour le début de la thèse : 01/10/2019
PERSONNE À CONTACTER PAR LE CANDIDAT

Vianney Lebouteiller  

Laboratoire AIM
UMR7158
Laboratoire AIM - CEA Orme des Merisiers
UMR 7158
Bat 709, Piece 267
91191 Gif-sur-Yvette

Téléphone : +33 1 69 08 49 37

UNIVERSITÉ / ÉCOLE DOCTORALE
Paris-Saclay
Astronomie et Astrophysique d'Île de France
DIRECTEUR DE THÈSE

Suzanne MADDEN

CEA
DRF/IRFU/SAp/LFEMI
CEA/Saclay/SAp
Orme des Merisiers
Batiment 709
Gif-sur-Yvette
91191