Formation stellaire intergalactique

Intergalactic star formation

• Auteur / Autrice : Médéric Boquien
• Direction : Pierre-Alain Duc
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Astrophysique et instrumentations associées
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Paris 7

Mots clés

Mots clés contrôlés

Formation stellaire

Spectres infrarouges

Astrophysique

Résumé

LES TRAVAUX PRESENTES PORTENT SUR LA FORMATION D'ETOILES DANS L'ENVIRONNEMENT INHABITUEL DES DEBRIS D COLLISION, ETUDIEE POUR LA PREMIERE FOIS EN TANT QUE TELLE. CES REGIONS PARTICULIERES ONT UN MILIEU INTERSTELLAIRE, EN PARTICULIER UNE METALLICITE, SIMILAIRE A CELUI DES REGIONS DE FORMATION D'ETOILES DANS LES DISQUES GALACTIQUES TOUT EN NE SUBISSANT PAS CERTAINS EFFETS D'ENVIRONNEMENT COMME LES ONDES DENSITE DES BRAS SPIRAUX PAR EXEMPLE. CETTE ETUDE A ETE MENEE SUR UNE SELECTION DE SYSTEMES EXCEPTIONNELS AYANT EN COMMUN D'AVOIR EJECTE DE GRANDES QUANTITES DE GAZ DANS LE MILIEU INTERGALACTIQUE ET PRESENTANT DES REGIONS INTERGALACTIQUESl DE FORMATION D'ETOILES. DES OBSERVATIONS MULTI-LONGUEURS D'ONDE, TANT PI QUE PROVENANT D'ARCHIVES, EN SPECTROSCOPIE ET EN IMAGERIE ALLANT DE L'ULTRAVIOLET LOINTAIN A L'INFRAROUGE MOYEN ONT ETE UTILISEES. EN OUTRE UN MODELE A ETE CONSTRUIT PERMETTANT DE REPRODUIRE LES DISTRIBUTIONS SPECTRALES D'ENERGIE DES REGIONS INTERGALACTIQUES DE FORMATION D'ETOILES AfiN DE CONTRAINDRE LEUR HISTOIRE DE FORMATION D'ETOILES, LEUR EXTINCTION ET LEUR FRACTION D'ETOILES PROVENANT DU DISQUE DES GALAXIES PARENTS. DES COMPARAISONS ONT AUSSI ETE MENEES SUR LES ESTIMATIONS DES TAUX DE FORMATION D'ETOILES EN INFRAROUGE, HA AINSI QU'EN ULTRAVIOLET. CETTE THESE A PERMIS D'APPORTER LES RESULTATS NOUVEAUX PRINCIPAUX SUIVANTS : - CERTAINES REGIONS SEMBLENT DEPOURVUES DE TOUTE POPULATION D'ETOILES AGEES, CE SONT DES LABORATOIRES IDEAUX POUR L'ETUDE DE LA FORMATION D'ETOILES ; -L'ESTIMATEUR DU TAUX DE FORMATION D'ETOILES A PARTIR DE L'INFRAROUGE MOYEN EST AUSSI FIABLE QU'IL L'EST POUR LES GALAXIES SPIRALES ; - LA DISPERSION DES ESTIMATIONS DE TAUX DE FORMATION D'ETOILES DANS DIFFERENTES BANDES EST SIMILAIRE A CELLE OBSERVEE DANS LES GALAXIES SPIRALES ET ELLE EST PRINCIPALEMENT DUE A DES EFFETS D'AGE ;- LA COMBINAISON DE LA RAIE HA NON CORRIGEE DE L'EXTINCTION ET DE L'EMISSION EN INFRAROUGE MOYENPRODUIT UNE BONNE ESTIMATION DU TAUX DE FORMATION D'ETOILES REEL ;- UNE FRACTION IMPORTANTE DE LA FORMATION D'ETOILES, POUVANT ATTEINDRE 85%, SE PRODUIT DANS LE MILIEU INTERGALACTIQUE MONTRANT QUE POUR UN UNIVERS JEUNE OU CE TYPE DE SYSTEME EST BEAUCOUP PLUS REPANDU QUE DANS L'UNIVERS PROCHE, LA FORMATION D'ETOILES DANS LES DEBRIS DE COLLISION POURRAIT ETRE UN FACTEUR IMPORTANT D'ENRICHISSEMENT DU MILIEU INTERGALACTIQUE.

THE WORK PRESENTED HERE IS ABOUT STAR FORMATION IN THE UNUSUAL ENVIRONMENT OF COLLISIONAL DEBRIS STUDIED FOR THE fiRST TIME AS SUCH. THESE PECULIAR REGIONS HAVE AN INTERSTELLAR MEDIUM, AND IN PARTICULAR A METALLICITY, SIMILAR TO THAT OF STAR FORMING REGIONS IN GALACTIC DISCS WHILE NOT UNDERGOING SIMILAR ENVIRONMENT EFFECTS SUCH AS DENSITY WAVES IN THE SPIRAL ARMS FOR INSTANCE. THIS STUDY HAS BEEN CONDUCTED WITH A SELECTION OF EXCEPTIONAL SYSTEMS THAT HAVE EJECTED LARGE QUANTITES OF GAS INTO THE INTERGALACTIC MEDIUM WHILE ALSO SHOWING SOME INTERGALACTIC STAR FORMING REGIONS. PRINCIPAL INVESTIGATOR AS WELL AS ARCHIVE SPECTROSCOPY AND IMAGING FROM MULTI-WAVELENGTH OBSERVATIONS RANGING FROM FAR ULTRAVIOLET TO MID-INFRARED HAVE BEEN USED. WITHAL A MODEL HAS BEEN BUILT IN ORDER TO REPRODUCE THE SPECTRAL ENERGY DISTRIBUTIONS OF INTERGALACTIC STAR FORMING REGIONS AND CONSTRAIN THE STAR FORMATION HISTORIES, THEIR EXTINCTIONS AND THEIR FRACTION OF STARS COMING FROM THE PARENT GALAXIES' DISCS. COMPARISONS HAVE BEEN PERFORMED ON THE ESTIMATION OF STAR FORMATION RATES BETWEEN INFRARED, HA AND ULTRAVIOLET WAVELENGTHS. THIS THESIS HAS BROUGHT THE FOLLOWING MAIN NEW RESULTS: •SOME REGIONS SEEM TO BE DEPRIVED OF ANY OLD STELLAR POPULATION, AND THESE ARE IDEAL LABORATORIES IN WHICH TO STUDY STAR FORMATION ; •THE MID-INFRARED STAR FORMATION RATE ESTIMATOR IS AS RELIABLE AS IT IS IN SPIRAL GALAXIES ; •THE SCATTER IN THE ESTIMATION OF STAR FORMATION RATES IN VARIOUS BANDS IS SIMILAR TO THAT OF SPIRAL GALAXIES AND IS MAINLY DUE TO AGE EFFECTS ; •THE COMBINATION OF THE EXTINCTION UNCORRECTED HA LINE WITH MID-INFRARED YIELDS A GOOD ESTIMATION OF THE ACTUAL STAR FORMATION RATE ; •AN IMPORTANT PART OF STAR FORMATION, WHICH CAN BE AS HIGH AS 85%, TAKES PLACE IN THE INTERGALACTIC MEDIUM SHOWING THAT IN A YOUNG UNIVERSE, IN WHICH THIS TYPE OF SYSTEM IS MUCH MORE COMMON THAN IN THE NEARBY UNIVERSE, STAR FORMATION FROM COLLISIONAL DEBRIS CAN BE AN IMPORTANT FACTOR OF ENRICHMENT OF THE INTERGALACTIC MEDIUM.