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Offre de thèse en astrophysique

publié le , mis à jour le

Proposition de sujet de thèse

Encadrement : Annie Robin <annie.robin chez obs-besancon.fr>, Céline Reylé

Localisation : Institut UTINAM/Observatoire de Besançon

Cofinancements : CNES & Conseil Régional de Franche-Comté

Sujet : La Voie Lactée : modélisation pour l’analyse des données Gaia

Description :

Contexte : La mission spatiale Gaia va produire une quantité de données jusque là
inégalée pour étudier la structure galactique. On attend de ces données d’être capable
d’établir l’histoire de la formation et de l’évolution de la Galaxie, du point de vue
dynamique et chimique. Cependant passer du catalogue de données à un scénario
d’évolution galactique va nécessiter de construire des outils adéquats et efficaces à
l’avance, en particulier des outils de modélisation. En outre, ceux-ci peuvent
également être utilisés pour une partie de la validation des données, en complément
des méthodes plus classiques, qui seront développées par le consortium DPAC au
niveau de chaque CU. On pourra s’en servir de référence pour comparer aux données
préliminaires et pour trouver d’éventuelles incohérences, dans le cadre de la CU9 au
sein du DPAC (WP530).

Travail de thèse : Le sujet de cette thèse est de développer des outils de validation
puis d’interprétation des données du satellite Gaia en terme d’évolution galactique en
se basant sur une approche synthétique. La thèse s’appuiera sur le modèle de la
Galaxie de Besançon (BGM, Robin et al 2003 A&A 409, 523) qui sert déjà aux
simulations de la mission. Le travail de thèse consistera à élaborer des méthodes
d’analyse de données et d’assimilation de données qui pourront être appliquées aux
données Gaia mais testées dès maintenant sur les relevés déjà disponibles, en ce
concentrant principalement sur la cinématique des populations galactiques pour
ensuite en déduire la dynamique de la formation de la Galaxie, en tenant compte d’un
modèle amélioré de la distribution de l’extinction et d’un traitement détaillé des
étoiles multiples. Le travail s’appuiera sur les relevés astrométriques et
spectroscopiques disponibles, en particulier UCAC, SDSS, RAVE, Gaia-ESO, etc.
afin d’aboutir à un modèle aussi réaliste que possible quand les données Gaia seront
disponibles. On mettra un effort particulier sur les modèles stellaires, plus
particulièrement ceux qui sont actuellement mal contraints, comme les naines de
petites masses et naines brunes.

Résultats attendus : Après la validation des données Gaia, cet outil pourra être utilisé
pour l’interprétation des données en terme d’évolution dynamique de la Galaxie, par
exemple pour identifier dans l’espace des observables les données qui seront les plus
à même de répondre à une question donnée, et pour identifier les traceurs des
structures, en utilisant des méthodes statistiques (analyse multivariée,
"clustering",etc.)

L’application de la méthode aux relevés disponibles donnera avant cela des
contraintes sur la cinématique du disque mince, du disque épais, du halo et du bulbe
galactique, ce qui donnera lieu à des publications. Ces résultats amèneront également
à améliorer le modèle de la Galaxie, qui a de nombreuses applications. Le nouveau
modèle pourra être ainsi utilisé pour la préparation d’autres missions spatiales
(Euclid, Plato) ou pour des projets au sol (LSST). Une autre application du modèle
concerne la classification bayesienne des données finales de Gaia, et la détection
d’objets inattendus ("science alerts").

Une partie de la thèse se fera en collaboration avec l’Université de Barcelone
(Francesca Figueiras, Xavier Luri)