GEPI

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à l’exploitation des observables
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Relation entre morphologie et luminosité dans les galaxies à disques

Proposition de stage au niveau L3 ou M1.

Proposant : Andrea Cattaneo (GEPI).

Sujet : Les disques galactiques sont des systèmes fragiles. Sans une composante sphéroïdale qui les stabilisent, ils ont tendance à se transformer en bulbes. Leur existence à dépit de cette instabilité a été un des arguments historiques pour conclure que les galaxies sont entourées de halos de matière noire (plus le halo est massif par rapport au disque, plus le disque est globalement stable ; Ostriker & Peebles 1973).

Des simulations hydrodynamiques menées au sein de notre équipe en collaboration avec un collègue du CEA (F. Bourneaud) nous ont permis d’aller au-delà du simple étude des conditions nécessaires pour la formation d’un bulbe, notre objectif étant aussi de déterminer sa masse. Par cette recherche, nous avons découvert une corrélation entre le type morphologique d’une galaxie à disque, exprimé par le rapport B/T (la masse stellaire du bulbe divisée par la masse stellaire totale), et le rapport entre la masse du disque et la masse totale à l’intérieur du rayon du disque. Plus ce rapport est élevée, moins il y a de matière noire, plus le disque est instable, et plus la masse finale du bulbe est grande.

L’objectif est maintenant de mettre à l’épreuve ce résultat théorique, issu de la simulation hydrodynamique, en le comparant à des données d’observations. Pour ce projet, on a choisi un échantillon de 1000 galaxies proches pour lesquelles on a des courbes de rotation de très bonne qualité, donc une mesure précise de la masse totale et de la contribution du bulbe. Le problème est déterminer B/T afin de pouvoir conclure si nos prédictions théoriques se collent bien ou pas aux observations.

L’étudiant(e) retenu(e) pour ce projet apprendra à chercher les galaxies qui font partie de l’échantillon dans un catalogue en ligne (le Two Micron All-Sky Survey), a extraire ces galaxies, calculer leurs luminosités et décomposer leurs images en deux composantes : un bulbe et un disque. Ce stage offre l’opportunité de contribuer à un projet de recherche en cours et de devenir co-auteur (co-autrice) d’un article qui sera envoyé à Monthly Notices of the Royal Astronomical Society avant la fin du stage, presque tout le travail ayant déjà été fait hors la comparaison avec les observations.