GEPI

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Disque épais et halo interne dans la Voie Lactée : deux structures, une population ?

Proposition de stage aux niveaux M2 et M1.

Proposants : Misha Haywood, Paola Di Matteo (GEPI).

Sujet : Des résultats récents sur la nature de la population stellaire du halo galactique ont permis de mettre en évidence deux composantes clairement distinctes par leur composition chimique. Une composante pauvre en éléments alpha, qui aurait été accrétée par la Voie Lactée, et une composante plus riche en éléments alpha, provenant d’un effondrement gravitationnel primordial au début de la formation de notre Galaxie (’accreted’ and ’collapsed’ components).

Le lien entre cette composante riche en éléments alpha et le disque épais de notre Galaxie pose de nombreuses questions, parce que leurs signatures chimiques sont identiques (même niveau d’abondance en éléments alpha pour des métallicités identiques), mais plus ’chaude’ cinématiquement. Ces deux populations sont-elles réellement distinctes ? Existe-t’il une continuité entre les deux ? Se sont-elles formées en même temps ? Lors de la fusion d’une galaxie de petite taille avec une galaxie plus grande comme la Voie Lactée, le disque galactique déjà présent se réchauffe, et devient ’épais’. Dans un travail récent, Qu et al. (2011) montrent qu’une partie des étoiles de ce disque peut être envoyée à de grandes distances du plan, tout en perdant une partie significative de leur rotation, en accord avec ce qui observé pour la composante ’collapse’ du halo, offrant ainsi une perspective intéressante sur l’origine possible de la composante ’collapse’ du halo. En 2011, une version du catalogue RAVE a été publiée, contenant la métallicité, la composition en éléments alpha, vitesses radiales et mouvements propres et distances pour 40000 étoiles, soit un échantillon substantiellement plus important que ce qui a été disponible jusqu’à présent.

On recherchera dans un premier temps si des structures sont présentes dans les données, qui témoigneraient d’anciennes fusions de galaxies par la Voie Lactée. On essayera ensuite de voir si une continuité existe entre ces deux populations, et comment se fait la transition de l’une à l’autre. Enfin, on cherchera à vérifier si ces données sont compatibles, ou non, avec les prédictions de simulations de fusions mineures (base de données d’interactions de galaxies, développée à l’Observatoire de Paris, Di Matteo et al.).