Archéologie galactique : contraintes observationnelles aux modèles de formation du disque épais

Galactic archaelogy of the thick disc : Observationnal constraints on the formatioin scenarios

• Auteur / Autrice : Georges Kordopatis
• Direction : Patrick De Laverny, Albert Bijaoui
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Astronomie et astrophysique
• Date : Soutenance en 2011
• Etablissement(s) : Observatoire de Paris
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Astronomie et astrophysique d'Île-de-France (Meudon, Hauts-de-Seine1992-....)
• Jury : Président / Présidente : Françoise Combes
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Patrick De Laverny, Albert Bijaoui, Annie Robin, Mike Irwin, Caroline Soubiran
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Annie Robin, Mike Irwin

Mots clés

Mots clés contrôlés

Étoiles

GAIA (satellite artificiel)

Cinématique

Voie lactée

Spectroscopie

Résumé

L'archéologie galactique consiste à retrouver les signatures fossiles des accrétions passées de la Voie Lactée grâce à l'identification des populations stellaires qui la composent. Le but de cette thèse est de mieux comprendre la formation du disque épais de la Galaxie en se basant sur des spectres stellaires de basse résolution obtenus dans le proche infra-rouge. Les algorithmes de paramétrisation automatique MATISSE et DEGAS ont été combinés de façon optimale afin d'estimer la température effective, la gravité de surface et la métallicité des étoiles. Une caractérisation cinématique complète de l'échantillon a pu également être effectuée grâce à l'utilisation combinée de tracés évolutifs stellaires. Il a été trouvé que les disque mince, disque épais et halo sont bien des populations stellaires distinctes, tant chimiquement que cinématiquement. De plus, les résultats montrent que les propriétés du disque épais loin du voisinage solaire différent peu de celles mesurées localement. Sans exclure définitivement des gradients verticaux intrinsèques dans le disque épais, les tendances mesurées ont été expliquées comme la transition continue entre les composantes galactiques. Enfin, la corrélation entre la vitesse orbitale et la métallicité qui a été mesurée suggère que le processus de migration radiale n'est pas le mécanisme dominant la formation du disque épais. De plus, l'étude de ses échelles de hauteur et de longueur ainsi que l'excentricité de ses étoiles ne montre pas de signatures de reliques d'un satellite massif accrété. Au vu des résultats, un scénario de formation basé sur l'accrétion d'un stallite riche en gaz ou du réchauffement dnamique d'un dique mince préexistant est priviliégié.

In the era of large spectroscopic surveys, galactic archaeology aims to disentangle the merging history of the Milky Way by finding relics of past accretion events. The goal of this thesis is to shed light to the understanding of the formation of the galactic thick disc by analysing low resolution spectra obtained in the near infrared. Two algorithms have been investigated, MATISSE and DEGAS, and a hybrid approach combining these two methods has been proposed in order to derive the effective temperature, surface gravity and metallicity. In addition, full spatial and kinematic coordinates of the stars have been obtained. This allowed to assign the targets to one of the main galactic components, i. E. , the thin disc, the thick disc or the halo. We found that the properties of the thick disc outside the solar neighbourhood differ only slighly from the thick disc properties as derived in the solar vinicity. Without ruling out the existence of intrinsic vertical gradients in the tick disc, it has been shown that the measured vertical trends can be explained as a smooth transition between the different galactic components. In addition, a correlation between the orbital rotational velocity and the metallicity has been detected. This gradient challenges formation scenarios of the thick disc based on a radial migration of the stars. Finally, estimations of the scale height and length for different metallicity bins of the thick disc result in consistent values, showing no evidence of relics of destroyed massive satellites. The combination of the information that has been obtained in this work, favours formation scenarios based either on a gas rich satellite merger, or the dynamical heating of the pre-existent thin disc by minor mergers.