Etude multi-longueurs d'onde de galaxies naines proches : propriétés des milieux interstellaires de faible métallicité

Multiwavelength study of nearby dwarf galaxies : low-metallicity interstellar medium properties

• Auteur / Autrice : Frédéric Galliano
• Direction : Suzanne Madden
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Terre, océan, espace. Astrophysique
• Date : Soutenance en 2004
• Etablissement(s) : Paris 11
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne)

Mots clés

Mots clés libres

Distributions spectrales d'énergie

Poussière

Techniques d'observation

Résumé

Cette thèse est consacrée à l'observation multi-longueurs d'onde et à la modélisation des poussières, dans les galaxies naines locales de faible métallicité. Les principales motivations sont : (1) l'étude des propriétés des poussières dans des milieux interstellaires de métallicité non solaire (2) l'étude de distributions spectrales d'énergie (SED) globales des galaxies naines qui présentent des analogies avec les galaxies primordiales et (3) l'obtention d'informations sur l'évolution chimique de ces galaxies. Je commence par une étude détaillée des spectres de ces galaxies, en MIR, obtenus avec ISO. Je les compare aux spectres d'un échantillon d'objets très variés - galaxies spirales, naines, starburst et régions HII. Les corrélations entre rapports de bandes montrent que les galaxies naines occupent une région de ce diagramme, différente de celle des régions HII Galactiques, suggérant une différence de structure des PAHs. Ensuite, je synthétise les SED de 4 galaxies naines, de l'IR au submm. La modélisation se fait de manière cohérente en utilisant des contraintes sur l'émission des poussières, sur le rayonnement stellaire et sur les raies du gaz ionisé. Les propriétés que nous sommes capables de dégager sont que : (1) l'émission est dominée par des grains de petite taille (3-4 nm) chauffés stochastiquement (2) la courbe d'extinction synthétisée présente des analogies avec celles des nuages de Magellan (3) toutes nos distributions spectrales d'énergie ont un excès d'émission submillimétrique que nous attribuons à une composante de poussière très froide, enfouie dans des cœurs denses, contenant une fraction importante de la masse totale de poussière.

This thesis is devoted to the multi-wavelength observations and the dust modelling of nearby low-metallicity dwarf galaxies. The main motivations are : (1) studying the dust properties in non-solar metallicity interstellar media (2) studying the global spectral energy distributions (SED) of these galaxies which are analogs to primordial galaxies and (3) obtaining some informations on the chemical evolution of these galaxies. I begin with a detailed study of the MIR spectra of these galaxies, obtained with ISO. I compare them to the spectra of a very diversified sample - spiral, starburst, dwarf galaxies and Galactic HII regions. The correlations between band ratios shows that dwarf galaxies occupy a different region in this diagram than Galactic HII regions, inducing a difference in PAH structure. Then, I synthesize the SEDs of 4 dwarf galaxies, from IR to submm. The modelling is done consistently, using constraints on the dust emission, on the stellar radiation and on the ionic lines. The properties that we are able to outline are (1) the emission is dominated by small size stochastically heated grains (3-4 nm) (2) the synthesized extinction curves are similar to the ones of the Magellanic clouds (3) all our SEDs have a submillimeter emission excess that we attribute to a very cold dust component, embedded in dense cores, containing a large fraction of the total dust mass.