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Étude des Bandes Interstellaires Diffuses dans les bras spiraux externes de la Voie Lactée

Proposition de stage au niveau M2.

Proposant : Ana Monreal Ibero (GEPI) et Rosine Lallement (GEPI)

Sujet : À ce jour on ignore encore la nature exacte des espèces à l’origine des Bandes Interstellaires Diffuses (DIBs), absorptions irrégulières imprimées dans les spectres des étoiles lorsque celles-ci sont à l’arrière-plan de nuages interstellaires. Ces composants mystérieux du milieu interstellaire (MIS) représentent pourtant peut-être le plus grand réservoir de matière organique dans la Galaxie, il est donc très important de les identifier et comprendre leurs conditions de formation et d’existence. Même si de fortes présomptions existent en faveur de macromolécules carbonées en phase gazeuse, l’existence de plusieurs catégories de porteurs n’est pas exclue. La profondeur des DIBs est globablement corrélée avec la colonne d’hydrogène atomique (donc le gaz) et avec l’extinction (associée à la poussière) mais les relations sont loin d’être claires. Des informations plus précises sur ces liens pourraient renseigner sur les natures des porteurs des DIBs et sur leur formation. Les bras extérieurs de la Voie Lactée constituent un test intéressant puisque la quantité de poussière diminue beaucoup plus vite que le gaz avec la distance au centre galactique. Nous proposons d’utiliser les données du Gaia-ESO Spectroscopic Survey (GES) en cours au VLT avec le spectrographe multi-objet FLAMES (http://www.gaia-eso.eu/), d’extraire les DIBs des spectres d’étoiles situées à grandes distances et leurs décalages Doppler et de comparer quantités et mouvements de la matière interstellaire absorbante sous forme de DIBs avec les mesures d’extinction/rougissement d’une part, et les spectres HI 21cm en emission d’autre part. La méthode a été testée sur quelques champs du relevé (Puspitarini et al. 2014). L’ensemble des données déjà disponibles devrait permettre de savoir si les DIBs suivent toutes globalement le gaz, ou la poussière, ou si elles ont des comportements individuels différenciés. Dans quelques champs, les mesures pourront être comparées aux premiers spectres à très haut signal des étoiles jeunes du relevé EDIBLES (VLT/UVES) qui vient de démarrer et est spécifiquement dédié à l’étude des DIBs. Ceci permettra de tester l’effet du champ de radiation d’une étoile jeune sur les DIBs dans le MIS autour de l’étoile.

Cette étude a une autre retombée totalement indépendante : lorsque toutes les étoiles cibles seront précisément localisées grâce aux futurs parallaxes de Gaia, l’ensemble des DIBs permettra d’améliorer la cartographie des bras spiraux visibles depuis l’hémisphère sud.

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