Formation d'amas d'étoiles massives et collision de nuages

par Thomas Nony

Projet de thèse en Astrophysique et Milieux Dilués

Sous la direction de Frédérique Motte.

Thèses en préparation à Grenoble Alpes , dans le cadre de Physique , en partenariat avec Institut de Planetologie et d'Astrophysique de Grenoble (laboratoire) depuis le 29-09-2016 .


  • Résumé

    Les étoiles massives (de type spectral O ou B, ayant 10 à 100 Msol) sont peu nombreuses mais elles représentent souvent la source principale de l'énergie émise par une galaxie. S'il existe encore une controverse quant à savoir comment les étoiles massives se forment, leur processus de formation est nécessairement plus dynamique et plus fortement lié au nuage parent que le processus ayant formé notre Soleil. Les étoiles massives en formation sont constituées de gaz froid et dense émettant principalement dans le domaine de longueurs d'onde infrarouge lointain et (sub)millimétrique. Avec le télescope spatial Herschel, les observatoires de l'IRAM (notamment en utilisant la nouvelle camera NIKA2 et NOEMA) et l'interféromètre ALMA, nous sommes maintenant en mesure de caractériser ces proto-étoiles massives ainsi que les nuages hyper-massifs dans lesquels elles se forment. Cette thèse se fera dans le cadre du programme clé Herschel/HOBYS (http://hobys-herschel.cea.fr) et d'un grand programme IRAM (au cœur de deux thèses que j'ai dirigées et qui ont été soutenues en 2012 et 2014) que je pilote. Cette thèse utilisera des données de plusieurs projets ALMA (observations acquises et en cours) et de la caméra NIKA2 nouvellement installée sur le radiotélescope de l'IRAM (http://ipag.osug.fr/nika2/Welcome.html). Le sujet de thèse proposé ici a pour objectif d'étudier le lien entre la dynamique et la structure des nuages formant de riches amas stellaires. D'une part, l'étudiant effectuera des cartographies IRAM 30m en raies, en continuum et polarisation avec NIKA2 et les combinera avec des données Herschel, mesurant ainsi la concentration de gaz aux très hautes densités des nuages hyper-massifs et la violence de la collision leur ayant donné naissance. Les contraintes observationnelles ainsi obtenues seront comparées avec des simulations numériques. D'autre part, l'étudiant caractérisera les proto-étoiles des amas en formation et étudiera leur distribution au sein du nuage. Dans le cadre de la nouvelle caméra NIKA2, l'étudiant participera aussi au développement de méthodes de réduction adaptées aux structures étendues que sont les nuages hyper-massifs.

  • Titre traduit

    Formation of massive star clusters and cloud collision


  • Résumé

    Massive stars (spectral type O or B, with 10 à 100 Msun) are few in number but they often dominate the energy budget of galaxies. A controversy remains about the formation of massive stars but this process must be much more dynamical and tightly linked to parental clouds than the process that formed our Sun. Massive stars in formation are composed of cold dense gas mainly emitting in the far-infrared to (sub)-millimeter wavelength domain. With the Herschel spatial telescope, the IRAM utilities (notably using the new NIKA2 camera and NOEMA) and the ALMA interferometer, we are now able to characterize these massive protostars as well as the hypermassive clouds inside which they form. This thesis will be done in the framework of the Herschel/HOBYS key program (http://hobys-herschel.cea.fr) and IRAM large program (used for two PhD thesis defended in 2012 and 2014, which I supervised), which I'm leading. This thesis will make use of data from several ALMA projects (one dataset reduced plus ongoing observations) and from the NIKA2 camera, which was recently installed at the IRAM telescope (http://ipag.osug.fr/nika2/Welcome.html). The proposed PhD subject aims at studying the link between the kinematics and structure of clouds forming rich stellar clusters. On one hand, the PhD student will make images, both in lines and in continuum and polarization with NIKA2, at the IRAM 30m and will combine them with Herschel data, thus determining the gas concentration at the very high density of hyper-massive clouds and the strength of the collision, which formed them. These observational constraints will be compared with numerical simulations. On the other hand, the PhD student will characterize protostars within rich proto-clusters and will study their distribution within the cloud. In the framework of the new NIKA2 camera, the student will also help develop reduction methods suitable for extended structures such as hyper-massive clouds.