Évolution des amas stellaires dans les galaxies proches : une modélisation d'ensemble des populations

Star cluster evolution in nearby galaxies: a population synthesis approach

• Auteur / Autrice : Ella Tanchon
• Direction : Médéric Boquien
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Doctorat sciences de la planete et de l'univers
• Date : Inscription en doctorat le 01/10/2025
• Etablissement(s) : Université Côte d'Azur
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences fondamentales et appliquées
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire J.L. LAGRANGE

Mots clés

Mots clés libres

Amas stellaires

Galaxies proches

Modélisation

Star cluster

Nearby galaxies

Modelisation

Résumé

Les amas stellaires sont les produits de la formation d'étoiles, un des processus fondamentaux gouvernant la formation et l'évolution des galaxies à travers les âges cosmiques. Fondamentalement, ils tracent la formation stellaire aux densités les plus élevées et jouent le rôle d'« horloges » pour mesurer les différentes phases du cycle de formation stellaire et pour tester de manière fondamentale les modèles de populations stellaires. Un intérêt intense est porté à la caractérisation de leurs propriétés globales afin de mieux comprendre la physique de la formation stellaire, la rétroaction, la destruction et la survie des amas, et en fin de compte de retracer l'évolution de leurs galaxies hôtes. Considérant leur importance, il n'est pas surprenant que des milliers d'orbites des télescopes spatiaux Hubble (HST) en UV-optique et Webb (JWST) en IR, aient été investies dans l'étude des amas stellaires. Le projet PHANGS a récemment publié les catalogues du plus grand recensement d'amas stellaires et d'associations à ce jour avec HST, comptant environ 100 000 objets répartis dans 38 galaxies spirales, augmentant d'un ordre de grandeur la taille des échantillons disponibles jusqu'alors. 19 de ces galaxies ont fait l'objet d'observations avec JWST. Le jeu de données HST+JWST ouvre un champ unique : disposer d'un inventaire complet de la formation des étoiles, de mesures précises de la masse et de l'âge, de l'identification des populations stellaires jeunes et enfouies, et de la caractérisation de l'état physique des grains de poussière. La taille et l'uniformité de ces catalogues offrent de nouvelles opportunités pour faire progresser notre compréhension de l'évolution stellaire, de la formation des amas, de la formation et de l'assemblage des galaxies, en particulier grâce à la modélisation d'ensemble des populations d'amas. Cette thèse vise à exploiter ce jeu de données exceptionnel de la grande collaboration internationale PHANGS afin de mesurer l'histoire cosmique de la formation et de la destruction des amas stellaires dans différents environnements galactiques grâce à la modélisation d'ensemble des amas.

Star clusters are the products of star formation, one of the fundamental processes governing the formation and evolution of galaxies across cosmic ages. Essentially, they trace star formation at the highest densities and act as ''clocks'' to measure the various phases of the star formation cycle and to fundamentally test stellar population models. There is intense interest in characterizing their global properties to better understand the physics of star formation, feedback, destruction, and survival of clusters, and ultimately to trace the evolution of their host galaxies. Given their importance, it is not surprising that thousands of orbits of the Hubble (HST) space telescope in UV-optical and Webb (JWST) in IR have been invested in the study of star clusters. The PHANGS project recently released catalogs of the largest census of star clusters and associations to date with HST, counting about 100,000 objects spread across 38 spiral galaxies, increasing the size of available samples by an order of magnitude. 19 of these galaxies have been observed with JWST. The HST+JWST dataset opens a unique field: having a complete inventory of star formation, precise measurements of mass and age, identification of young and embedded stellar populations, and characterization of the physical state of dust grains. The size and uniformity of these catalogs offer new opportunities to advance our understanding of stellar evolution, cluster formation, galaxy formation, and assembly, particularly through ensemble modeling of cluster populations. This thesis aims to exploit this exceptional dataset from the large international PHANGS collaboration to measure the cosmic history of the formation and destruction of star clusters in different galactic environments through ensemble modeling of clusters.