GEPI

De la conception instrumentale
à l’exploitation des observables
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Physique du milieu interstellaire et cartographie(s) 3D

Proposition de stage au niveau M2.

Proposant : Rosine Lallement (GEPI) et Vincent Guillet (IAS)

Sujet : Les distances précises aux milliards d’étoiles de la Galaxie que fournira la mission Gaia en cours ainsi que l’ensemble des grands relevés stellaires en cours ou prévus permettront la cartographie 3D de la matière interstellaire (MIS) dans la Galaxie, encore manquante. Par ailleurs le rôle fondamental de l’intensité et la géométrie du champ magnétique du MIS dans sa structuration et dans la formation stellaire est de plus en plus évident. La combinaison des distributions 3D matière et champ magnétique apparaît donc comme essentielle à bien des points de vue, y compris pour la compréhension et la modélisation des émissions des grains et leur polarisation (et donc pour les avant-plans du CMB).

Nous avons développé des outils nouveaux pour l’exploitation des grands relevés spectroscopiques stellaires en terme d’absorption du MIS (Chen et al. 2013 ; Puspitarini et al. 2013), raies et bandes interstellaires diffuses (DIBs). Ces outils à but cartographique (Lallement et al. 2014) sont appliqués en ce moment au Gaia-ESO Spectroscopic Survey (GES) (Puspitarini et al. 2014) et au relevé EDIBLES d’étude des DIBs, deux grands programmes en cours au VLT. Nous proposons au cours du stage d’adapter ces outils du visible à l’Infra-Rouge (IR) pour extraire des spectres stellaires du relevé SDSS/APOGEE les profondeurs et les vitesses radiales des DIBS imprimées par le MIS sur le trajet vers chaque étoile cible. En effet la technique multi-composante que nous avons développée pour GES permet une exploitation cinématique complète, à la différence de la mesure globale mono-nuage (Zasowski et al. 2014). L’ensemble des absorptions/vitesses ainsi que l’estimation distance/extinction pour chaque cible permettra à terme la localisation des structures du MIS et leur positionnement dans les bras spiraux. L’ensemble des travaux sera réactualisé (et l’étudiant impliqué s’il le souhaite) lorsque les distances Gaia seront disponibles.

Les premières extractions réalisées au cours du stage seront appliquées à une région du ciel couverte également par le relevé GPIPS qui, de façon encore inédite a mesuré la polarisation linéaire (intensité et direction) de le lumière de millions d’étoiles à toutes distances, donnant ainsi des informations massives et inversables sur la direction et l’intensité du champ magnétique du MIS dans le plan du ciel. La fin du stage sera ainsi consacrée à une première confrontation entre la distribution de la matière tracée par les DIBs d’APOGEE et celle du champ magnétique tracée par la polarisation, une phase exploratoire des analyses combinées matière-champ qui sont devenues nécessaires aujourd’hui.

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