CONTENU GAZEUX ET ACTIVITE DE FORMATION STELLAIRE DANS LES GALAXIES ISOLEES. MODELISATION DE L'EMISSION INFRAROUGE DE LA GALAXIE NGC 6946 PDF Download
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DANS LA PREMIERE PARTIE DE CETTE THESE, NOUS NOUS INTERESSONS AU CONTENU GAZEUX ET A L'ACTIVITE DE FORMATION D'ETOILES DANS LES GALAXIES A DISQUE ISOLEES. LES GALAXIES ISOLEES PRESENTENT UNE EMISSION CO(10) PLUS FAIBLE QUE CELLE DEDUITE DE LA PLUPART DES PRECEDENTS RELEVES EXTRAGALACTIQUES, SOUVENT BIAISES PAR UNE SELECTION SUR LE FLUX EN INFRAROUGE LOINTAIN. LE RAPPORT DES MASSES DE GAZ MOLECULAIRE ET ATOMIQUE VAUT EN MOYENNE 0.20 : LE GAZ MOLECULAIRE N'EST DONC PAS LE COMPOSANT GAZEUX MAJORITAIRE DES DISQUES DE GALAXIES. CE RAPPORT DECROIT LE LONG DE LA SEQUENCE MORPHOLOGIQUE, A L'EXCEPTION DES GALAXIES DE FORTES MASSES DYNAMIQUES POUR LESQUELLES IL RESTE CONSTANT. CET ECHANTILLON DE REFERENCE NOUS PERMET DE CONFIRMER QU'IL N'Y A PAS DE DEFICIENCE CO DANS LES GALAXIES D'AMAS, MEME LORSQU'ELLES SONT DEFICIENTES EN HI. LE CLASSEMENT DES OBJETS SELON LEUR MORPHOLOGIE EN BANDE ROUGE (PRESENCE D'UNE BARRE OU D'UNE STRUCTURE GLOBALE) NE MONTRE AUCUNE DIFFERENCE MAJEURE AU NIVEAU DE LEUR CONTENU GAZEUX OU DE LEUR ACTIVITE EN FORMATION STELLAIRE. LES ANALYSES STATISTIQUES METTENT EN EVIDENCE LES RELATIONS UNISSANT L'EMISSION INFRAROUGE LOINTAIN, DANS LE CONTINU BLEU OU LA RAIE H ET LE CONTENU EN GAZ MOLECULAIRE. CONTRAIREMENT A D'AUTRES ETUDES, LE CONTENU EN GAZ ATOMIQUE APPARAIT SANS INFLUENCE SUR L'ACTIVITE DE FORMATION STELLAIRE. DANS LA SECONDE PARTIE DE LA THESE, NOUS PRESENTONS LES RESULTATS ISSUS D'UN CODE DE SIMULATION DE TRANSFERT DE RAYONNEMENT UV DANS LE DISQUE DE LA GALAXIE SPIRALE NGC 6946. AVEC UN NOMBRE RESTREINT D'HYPOTHESES, NOUS PARVENONS A REPRODUIRE LES LUMINOSITES EN INFRAROUGE LOINTAIN DE CET OBJET. NOUS METTONS EN EVIDENCE LE ROLE PREPONDERANT DES ETOILES MASSIVES DANS LE CHAUFFAGE DE LA POUSSIERE, ET LA CONTRIBUTION DES ZONES DE PHOTODISSOCIATION AUX LUMINOSITES TOTALES DANS LA RAIE DE C+ ET DANS LE CONTINU INFRAROUGE LOINTAIN. L'OPACITE MOYENNE POUR LES PHOTONS UV RESTE FAIBLE POUR UNE VUE DE FACE DE LA GALAXIE.
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DANS LA PREMIERE PARTIE DE CETTE THESE, NOUS NOUS INTERESSONS AU CONTENU GAZEUX ET A L'ACTIVITE DE FORMATION D'ETOILES DANS LES GALAXIES A DISQUE ISOLEES. LES GALAXIES ISOLEES PRESENTENT UNE EMISSION CO(10) PLUS FAIBLE QUE CELLE DEDUITE DE LA PLUPART DES PRECEDENTS RELEVES EXTRAGALACTIQUES, SOUVENT BIAISES PAR UNE SELECTION SUR LE FLUX EN INFRAROUGE LOINTAIN. LE RAPPORT DES MASSES DE GAZ MOLECULAIRE ET ATOMIQUE VAUT EN MOYENNE 0.20 : LE GAZ MOLECULAIRE N'EST DONC PAS LE COMPOSANT GAZEUX MAJORITAIRE DES DISQUES DE GALAXIES. CE RAPPORT DECROIT LE LONG DE LA SEQUENCE MORPHOLOGIQUE, A L'EXCEPTION DES GALAXIES DE FORTES MASSES DYNAMIQUES POUR LESQUELLES IL RESTE CONSTANT. CET ECHANTILLON DE REFERENCE NOUS PERMET DE CONFIRMER QU'IL N'Y A PAS DE DEFICIENCE CO DANS LES GALAXIES D'AMAS, MEME LORSQU'ELLES SONT DEFICIENTES EN HI. LE CLASSEMENT DES OBJETS SELON LEUR MORPHOLOGIE EN BANDE ROUGE (PRESENCE D'UNE BARRE OU D'UNE STRUCTURE GLOBALE) NE MONTRE AUCUNE DIFFERENCE MAJEURE AU NIVEAU DE LEUR CONTENU GAZEUX OU DE LEUR ACTIVITE EN FORMATION STELLAIRE. LES ANALYSES STATISTIQUES METTENT EN EVIDENCE LES RELATIONS UNISSANT L'EMISSION INFRAROUGE LOINTAIN, DANS LE CONTINU BLEU OU LA RAIE H ET LE CONTENU EN GAZ MOLECULAIRE. CONTRAIREMENT A D'AUTRES ETUDES, LE CONTENU EN GAZ ATOMIQUE APPARAIT SANS INFLUENCE SUR L'ACTIVITE DE FORMATION STELLAIRE. DANS LA SECONDE PARTIE DE LA THESE, NOUS PRESENTONS LES RESULTATS ISSUS D'UN CODE DE SIMULATION DE TRANSFERT DE RAYONNEMENT UV DANS LE DISQUE DE LA GALAXIE SPIRALE NGC 6946. AVEC UN NOMBRE RESTREINT D'HYPOTHESES, NOUS PARVENONS A REPRODUIRE LES LUMINOSITES EN INFRAROUGE LOINTAIN DE CET OBJET. NOUS METTONS EN EVIDENCE LE ROLE PREPONDERANT DES ETOILES MASSIVES DANS LE CHAUFFAGE DE LA POUSSIERE, ET LA CONTRIBUTION DES ZONES DE PHOTODISSOCIATION AUX LUMINOSITES TOTALES DANS LA RAIE DE C+ ET DANS LE CONTINU INFRAROUGE LOINTAIN. L'OPACITE MOYENNE POUR LES PHOTONS UV RESTE FAIBLE POUR UNE VUE DE FACE DE LA GALAXIE.
Author: VERONIQUE.. BUAT PUIMATTO Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages :
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LES FLUX DANS L'ULTRAVIOLET LOINTAIN D'UN LARGE ECHANTILLON DE GALAXIES DE TYPE MORPHOLOGIQUE TARDIF ONT ETE UTILISES POUR EVALUER LEUR TAUX RECENT DE FORMATION STELLAIRE. CETTE ETUDE CONCERNE A LA FOIS DES GALAXIES DONT LES FLUX SONT INTEGRES, ISOLEES OU LOCALISEES DANS UN AMAS, ET LE DISQUE D'UNE GALAXIE SPIRALE RESOLUE. LA FONCTION INITIALE DE MASSE DES ETOILES MASSIVES DE CES GALAXIES N'APPARAIT PAS VARIER SIGNIFICATIVEMENT D'UN OBJET A L'AUTRE. LE TAUX DE FORMATION STELLAIRE PAR UNITE DE SURFACE CORRELE AVEC LA DENSITE SURFACIQUE GAZEUSE DES GALAXIES SPIRALES ISOLEES OU LOCALISEES DANS UN AMAS. UNE DIFFERENCE D'EFFICACITE DE LA FORMATION STELLAIRE SUIVANT LE TYPE MORPHOLOGIQUE DES OBJETS EST MISE EN EVIDENCE PAR L'ETUDE DE LA CORRELATION ENTRE TAUX DE FORMATION STELLAIRE ET CONTENU GAZEUX ET PAR CELLE DES VARIATIONS DU TEMPS D'EPUISEMENT DU GAZ ET DU TAUX ACTUEL DE FORMATION STELLAIRE, LIE PEUT-ETRE A LA DYNAMIQUE A GRANDE ECHELLE DES GALAXIES
Author: Emeric Le Floch Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages :
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Cette thèse se propose d'étudier l'activité de formation stellaire dans les galaxies lumineuses, par l'utilisation de deux traceurs particuliers: l'émission infrarouge de la poussière chauffée par le rayonnement des étoiles jeunes, et les sursauts gamma que l'on pense être associés à la destruction cataclismique de progéniteurs massifs au sein d'environnements formant de nouvelles générations d'étoiles. A partir d'observations de galaxies actives effectuées entre 5 et 16 μm avec la caméra ISOCAM, nous montrons que le rapport entre les flux observés à 15 et 7 μm constitue un excellent indicateur de l'efficacité de ces objets à former de nouvelles étoiles. Nous étudions également le degré de contamination de la luminosité infrarouge d'une galaxie par la présence éventuelle d'un noyau actif en son centre. Nous montrons que cette contribution peut être particulièrement importante, ce qui met en évidence le risque d'une surestimation de la formation stellaire dans ce type d'objets. Dans une deuxième partie, nous décrivons les propriétés d'un échantillon de galaxies distantes sélectionnées à partir de transients de sursauts gamma. Nous montrons que ces objets ont des couleurs très bleues peu affectées par l'extinction des poussières, et des luminosités absolues plutôt faibles. Leur population diffère de celle des galaxies lumineuses et rouges observées dans les relevés infrarouges, submillimétriques et radio. Nous suggérons donc que les sursauts gamma se produisent dans des objets relativement jeunes et formant leur première génération d'étoiles à partir de milieux primitifs et peu enrichis en métaux. Ceci pourrait indiquer une possible influence des effets de métallicité, et remettrait en cause l'idée nai͏̈vement acceptée que ces phénomènes tracent la formation stellaire dans l'Univers distant indépendamment des conditions physiques propres à chaque milieu.
Author: Thomas Vuillaume Publisher: ISBN: Category : Languages : en Pages : 0
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Les noyaux actifs de galaxie (NAG) sont les objets les plus énergétiques de l'univers. Cette incroyable puissance provient de l'énergie gravitationnel de matière en rotation autour d'un trou noir super-massif siégeant au centre des galaxies. Environ 10% des NAG sont pourvus de jets relativistes émanant de l'objet central (trou noir et matière environnante) et s'étalant sur des échelles de l'ordre de la galaxie hôte. Ces jets sont observés à toutes les longueurs d'ondes, de la radio aux rayons gamma les plus énergétiques. En dépit de nombreuses études et d'instruments de plus en plus précis depuis leur découverte dans les années 1950, les NAG sont encore très mal compris et la formation, la composition et l'accélération des jets sont des questions encore pleinement ouvertes. Le modèle le plus répandu visant à reproduire l'émission des NAG, le modèle "une zone" repose souvent sur des hypothèse ad-hoc et ne parvient pas à apporter une modélisation satisfaisante.Le paradigme du "two-flow" (deux fluides) développé à l'IPAG et basé sur une idée originale de Sol et al (1989) a pour but de fournir une vision unifiée et cohérente des jets de NAG. Cette théorie repose sur une l'hypothèse principale que les jets seraient en fait composés de deux fluides co-axiaux: une colonne centrale composée d'un plasma purement leptonique (électrons/positrons) se déplaçant à des vitesses relativistes et responsable pour la grande partie de l'émission non thermique observée entourée par une enveloppe composée d'un plasma baryonique (électrons/protons), régie pas la magnéto-hydrodynamique, se déplaçant à des vitesses sous-relativistes mais transportant la majorité de l'énergie. Cette hypothèse est basée sur des indices observationnels ainsi que sur des arguments théoriques et permet d'expliquer nombre des caractéristiques des NAG.Afin d'étudier plus en profondeur le paradigme du two-flow, un modèle numérique basé sur ses concepts et produisants des observables comparables aux observations est nécessaire.Durant ma thèse, j'ai participé au développement de ce modèle, m'intéressant notamment à la diffusion Compton inverse de photons provenant de l'extérieur du jet. Ce processus, primordial dans la modélisation des NAG, est aussi central dans le paradigme du two-flow car il est à l'origine de l'accélération de la colonne via l'effet fusée Compton. Pour cela, j'ai du développer des nouvelles approximations analytiques de la diffusion Compton d'une distribution thermique de photons.En m'intéressant à l'effet fusée Compton, j'ai pu montré que dans le champ de photon thermique d'un NAG, le facteur de Lorentz d'ensemble du plasma pouvait être sujet à des variations le long du jet en fonction de la distance à l'objet central. Ces variations peuvent avoir un effet important sur l'émission observée et peuvent induire de la variabilité spatiale et temporelle. J'ai également montré que les facteurs de Lorentz terminaux obtenus étaient compatibles avec les conditions physiques attendus dans les jets et avec les observations.Le modèle complet produit des DES directement comparables aux observations. Néanmoins, le modèle est par nature erratique et il est quasiment impossible de relier directement les paramètres du modèles avec les DES produites. Malheureusement, les procédures standards d'adaptation automatique aux données (e.g. basé sur les méthodes de gradient) ne sont pas adaptées au modèle à cause de son grand nombre de paramètres, de sa non-linéarité et du temps de calcul important. Afin de palier à ce problème, j'ai développé une procédure d'adaptation automatique basée sur les algorithmes génétiques. L'utilisation de cet outil a permis la reproduction de plusieurs DES par le modèle. J'ai également montré que le modèle était capable de reproduire les DES observées avec des facteurs de Lorentz d'ensemble relativement bas, ce qui pourrait potentiellement apporter une harmonisation entre les observations et les nécessités théoriques.
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CETTE THESE PRESENTE LE DEVELOPPEMENT D'UNE METHODE D'ANALYSE DE SURSAUTS DE FORMATION D'ETOILES ET SON APPLICATION AUX GALAXIES LUMINEUSES DANS L'INFRAROUGE. CES OBJETS, DETECTABLES A DES DISTANCES D'INTERET COSMOLOGIQUE ET SOUVENT IMPLIQUES DANS DES INTERACTIONS, SONT SUSCEPTIBLES DE REPRESENTER DES ETAPES-CLES DE L'EVOLUTION DES GALAXIES. LA METHODE REPOSE SUR LA SYNTHESE EVOLUTIVE DE POPULATIONS STELLAIRES ET DE LEURS PROPRIETES SPECTROPHOTOMETRIQUES INTEGREES, EN PARTICULIER DANS L'INFRAROUGE PROCHE, OU L'EXTINCTION EST RELATIVEMENT FAIBLE ET OU DES SIGNATURES SPECTRALES PHOTOSPHERIQUES (BANDES MOLECULAIRES ET CONTINU) PERMETTENT DE SEPARER LES CONTRIBUTIONS DE POPULATIONS STELLAIRES JEUNES OU EVOLUEES. CES SIGNATURES SONT ETUDIEES D'ABORD EN FONCTION DES PARAMETRES PHYSIQUES DES ETOILES SUR UNE BIBLIOTHEQUE DE 56 SPECTRES STELLAIRES DE REFERENCE ENTRE 1,428 ET 2,5 MICRONS, OBTENUS AU TELESCOPE CANADA-FRANCE-HAWAI PAR SPECTROSCOPIE A TRANSFORMEE DE FOURIER (CHAPITRE 2). LES CHAPITRES 3 ET 4 PRESENTENT LES AMELIORATIONS APPORTEES A UN CODE DE SYNTHESE EVOLUTIVE INITIALEMENT APPLIQUE DANS LE VISIBLE ET L'ULTRAVIOLET, EN VUE DE L'ETUDE D'EPISODES DE FORMATION D'ETOILES VIOLENTS OBSERVES DANS L'INFRAROUGE: INTRODUCTION ET PROLONGEMENT DE NOUVEAUX TRACES D'EVOLUTION STELLAIRE, OPTIMISATION DU CALCUL, MODELISATION COHERENTE DE L'EXTINCTION, DE L'EMISSION DANS L'INFRAROUGE LOINTAIN, DES RAIES DE L'HYDROGENE MOLECULAIRE (2,12 MICRONS) ET DU FER IONISE (1,64 MICRONS), AINSI QUE DES RAIES DE RECOMBINAISON DE L'HYDROGENE ET DE L'HELIUM (2,16 ET 2,06 MICRONS). NOUS INCLUONS LES EFFETS COLLISIONNELS ET LES ECARTS A L'HYPOTHESE OPTIQUEMENT EPAISSE POUR L'HELIUM. APRES L'ETUDE DE 10 SPECTRES DE 1,4 A 2,5 MICRONS DE GALAXIES LUMINEUSES DANS L'INFRAROUGE (CHAPITRE 5), NOUS DETERMINONS AU CHAPITRE 6, A PARTIR DU SPECTRE TYPIQUE DE LA GALAXIE NGC 1614, LES LIMITES SUR LE TAUX DE FORMATION D'ETOILES, L'EXTINCTION, LA FONCTION DE MASSE INITIALE (DEFICIENCE EN ETOILES DE TRES GRANDES ET DE PETITES MASSES). LA PRISE EN COMPTE DE DONNEES SUR L'EXTINCTION DU VISIBLE A L'INFRAROUGE IMPOSE UNE CONTRIBUTION SIGNIFICATIVE DE LA POPULATION EVOLUEE A L'EMISSION ET CONTRAINT LES DISTRIBUTIONS SPATIALES RELATIVES DES DIVERSES COMPOSANTES STELLAIRES ET INTERSTELLAIRES. UNE LIMITE FORTE EST OBTENUE SUR L'EXTINCTION INTERIEURE AUX REGIONS IONISEES. CETTE METHODE PEUT ETRE UTILISEE POUR ETUDIER L'ACTIVITE EN FORMATION D'ETOILES DE GALAXIES PROCHES OU DISTANTES, EN PARTICULIER A PARTIR DES DONNEES QUE FOURNIRONT LE SATELLITE INFRAROUGE INFRARED SPACE OBSERVATORY DE L'AGENCE SPATIALE EUROPEENNE OU LE VERY LARGE TELESCOPE DE L'OBSERVATOIRE EUROPEEN AUSTRAL
Author: Luca Cortese Publisher: ISBN: Category : Languages : en Pages : 211
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Ce travail est dédié à l'étude des effets d'environnement sur l'évolution des galaxies, en utilisant un échantillon multi-longueur d'onde. En combinant pour la première fois des observations UV de GALEX à des données en optique, et en infrarouge j'ai déterminé l'histoire évolutive des galaxies. Touts les résultats obtenus montrent que : - les elliptiques géantes sont vieilles, à l'inverse des elliptiques naines qui contiennent toujours des populations stellaires jeunes. - L'importance relative des différents mécanismes d'environnement varie avec l'âge de l'univers. Les interactions de marée ont dominé dans l'univers passé mais la pression dynamique domine dans les amas d'aujourd'hui. - La classe des galaxies SO, n'est pas le résultat d'un seul mécanisme de transformation. - Il y a une forte corrélation entre l'âge moyen des populations stellaires et la masse des galaxies. Comprendre l'origine de cet effet représente aujourd'hui un des défis pour les modèles d'évolution des galaxies.
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LES ETOILES MASSIVES CONSTITUENT DE PRECIEUX INDICATEURS DE L'HISTOIRE DE LA FORMATION STELLAIRE ET DE L'ACTIVITE D'UNE GALAXIE. DANS LES GALAXIES SUFFISAMMENT PROCHES POUR PERMETTRE UNE ETUDE INDIVIDUELLE DE CES ETOILES, IL EST POSSIBLE DE DEDUIRE UNE FONCTION INITIALE DE MASSE (IMF) A PARTIR DE LEUR FONCTION DE LUMINOSITE (LF). SA DETERMINATION DANS QUATRE ASSOCIATIONS OB DE LA GALAXIE M31 RENFORCE L'IDEE D'UNE IMF UNIVERSELLE. DE MEME, IL APPARAIT INTERESSANT DE RECHERCHER LES ETOILES WOLF-RAYET, DESCENDANTES DES ETOILES O LES PLUS MASSIVES, CAR ELLES SONT FACILEMENT DETECTABLES A CAUSE DE LEURS RAIES INTENSES EN EMISSION. NOUS EN AVONS DETECTE SEPT NOUVELLES DANS LES PRECEDENTES ASSOCIATIONS. DE PLUS, L'EVALUATION DE LEUR RAPPORT EN NOMBRE A CELUI DES ETOILES O ET B, FONCTION QUASI-LINEAIRE DE L'ABONDANCE EN ELEMENTS LOURDS DU MILIEU, SUGGERE EN ACCORD AVEC D'AUTRES DETERMINATIONS UNE METALLICITE PAR M31 SUPERIEURE A CELLE DU VOISINAGE SOLAIRE. DANS LA GALAXIE NGC 300, LA COMPLEMENTARITE DE DEUX METHODES DE DETECTION, UNE PHOTOMETRIQUE ET L'AUTRE SPECTROPHOTOMETRIQUE A PERMIS DE DETECTER DOUZE NOUVEAUX CANDIDATS WOLF-RAYET. ENFIN, LES REGIONS A SURSAUT DE FORMATION STELLAIRE ACTIVE (STARBURST) CONSTITUENT UN LIEU DE PREDILECTION POUR L'ETUDE DES ETOILES DE FORTE MASSE (FORMATION DE PLUSIEURS MILLIERS EN QUELQUES MILLIONS D'ANNEES). PAR LE BIAIS D'UNE SYNTHESE DE POPULATION, ON PEUT AVOIR ACCES AUX PARAMETRES DE L'IMF. EN PARTICULIER, LA MESURE DE LA LARGEUR EQUIVALENTE DES RAIES DE BALMER DE CES REGIONS PERMET SEULE D'EVALUER LA MASSE INFERIEURE DE LA POPULATION CREEE DANS LE SURSAUT. L'APPLICATION DE NOTRE MODELE DE SYNTHESE A LA REGION HII EXTRAGALACTIQUE NGC 604 DE LA GALAXIE M33 CONFIRME POUR LA PREMIERE FOIS QUANTITATIVEMENT L'HYPOTHESE D'UNE FORMATION STELLAIRE AVEC COUPURE AUX FAIBLES MASSES DANS LES REGIONS A STARBURST
Author: SYLVAIN.. SAUTY
Author: SYLVAIN.. SAUTY
Author: VERONIQUE.. BUAT PUIMATTO
Author: Emeric Le Floch
Author: Thomas Vuillaume
Author: Ariane Lançon
Author: Luca Cortese
Author: KATIA.. CANANZI-MATHIAS