Archéologie galactique à l’époque de Gaia : révéler la formation de la Voie Lactée avec les étoiles extrêmement pauvres en métaux

Galactic archæology in the Gaia era : unveiling the formation of the Milky Way with extremely metal-poor stars Informations

• Auteur / Autrice : Federico Sestito
• Direction : Nicolas Martin, Else Starkenburg
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Astrophysique
• Date : Soutenance le 19/11/2020
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Observatoire astronomique de Strasbourg
• Jury : Président / Présidente : Benoit Famaey
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Rodrigo Ibata
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Karin Lind, Hans-Walter Rix

Mots clés

Mots clés contrôlés

Accrétion (astrophysique)

Formation des galaxies

Étoiles -- Composition chimique

Mots clés libres

Archéologie galactique

Formation de la Voie Lactée

Disque de la Voie Lactée

Étoiles très pauvres en métal

Gaia DR2

Galactic Archaeology

Milky Way formation

Milky Way disk

Very metal-poor stars

Gaia DR2

Résumé

L'étude des étoiles très pauvres en métaux ([Fe/H]< -2,0) est vraiment unique à notre Groupe Local, c'est seulement ici que nous pouvons résoudre des étoiles individuelles et étudier ces cibles rares. Ces étoiles sont également les plus anciennes parmi la population de la Voie lactée, et se sont formées au cours des premiers milliards d'années de l'Univers. Aujourd'hui, nous pouvons combiner les données astrométriques et photométriques exquises de Gaia DR2 avec les informations spectroscopiques des relevés au sol, afin de découvrir les propriétés physiques de la Voie lactée dans un espace à phases multidimensionnelles. Les résultats de ces investigations peuvent être comparés à des simulations entièrement cosmologiques pour en savoir plus sur la formation de la Galaxie. Dans ce travail, utilisant à la fois des observations et des simulations cosmologiques de pointe, j'ai découvert de façon surprenante qu'une fraction non négligeable des étoiles très pauvres en métaux est confinée au plan galactique. En particulier, la population planaire rétrograde renseigne sur la formation de la Galaxie, tandis que les étoiles planaires progrades échantillonnent tous les événements d'accrétion.

The study of the very metal-poor stars ([Fe/H]< -2.0) is truly unique to our Local Group, onlyhere we can resolve individual stars and study these rare targets. These stars are also the oldest among the population of the Milky Way, and formed within the first few billions of years of the Universe. Nowadays, we can combine the exquisite astrometric and photometric data from Gaia DR2 with the spectroscopic information of ground-based surveys, in order touncover the physical properties of the Milky Way in a multidimensional phase space. Results from such investigations can be compared to fully cosmological simulations to learn about the build-up of the Galaxy. In this work, using both observations and state-of-the-art cosmological simulations, I surprisingly found that a non-negligible fraction of the very metal-poor stars is confined to the Galactic plane. In particular, the retrograde planar population is informative on the formation of the Galaxy, while the prograde planar stars are sampling all the accretion events.