CE31 - Physique subatomique et astrophysique

Analyse Détaillée du Milieu Inter-Stellaire – DAOISM

Résumé de soumission

La formation des étoiles dans les galaxies est le moteur de l'évolution cosmique. Des décennies d'observations ont permis d'établir diverses règles empiriques sur son fonctionnement, mais nous n'avons toujours pas de théorie quantitative qui prenne en compte l'ensemble des phénomènes physiques et des échelles spatiales. Ce projet de 4 ans combine une modélisation à l’état de l’art, des données provenant d'observatoires de classe mondiale (ALMA, MUSE, IRAM) et des méthodes originales du domaine des sciences des données pour répondre aux questions suivantes : Quels diagnostics spectroscopiques révèlent le mieux le potentiel de formation stellaire au niveau d'un nuage ou d'une galaxie ? Comment l'environnement galactique affecte-t-il la physique et la chimie ? En construisant un pont entre les approches galactiques et extragalactiques de la formation stellaire, DAOISM (Deep Analysis Of the Inter-Stellar Medium) rassemblera toutes les clés permettant d’aborder ces questions de manière renouvelée, et apportera l’information indispensable pour construire la prochaine génération de modèles et de simulations.

DAOISM est une collaboration entre astrophysiciens observateurs (co-PI des programmes clés ORION-B et PHANGS), théoriciens (développeurs de modèles internationalement reconnus du milieu interstellaire) et experts en science des données (machine learning, inversion Bayésienne) pour bâtir de nouvelles approches d’analyse des données et les appliquer à des jeux d'observations uniques, afin d’établir un pont entre les descriptions galactiques et extragalactiques des mécanismes régulant la formation d'étoiles. Le but du projet ORION-B est d’établir une description détaillée du nuage moléculaire géant (GMC) Orion B. Cette description servira de base pour affiner l’interprétation des observations extragalactiques mal résolues (projet PHANGS) et renouveler ainsi la compréhension des processus régulant la formation stellaire. Pour ce faire, nous proposons de développer de nouvelles méthodes combinant analyse statistique, apprentissage machine et inversion Bayésienne basée sur nos modèles. Ces méthodes répondent à un besoin urgent : la dernière génération de données issues des observations comme des modèles du milieu interstellaire atteint maintenant des volumes défiant la capacité humaine d'inspection visuelle et un niveau de complexité impossible à traiter par les méthodes usuelles.

PHANGS et ORION-B répondent indépendamment à des questions scientifiques majeures, mais leur analyse conjointe apporte des possibilités exceptionnelles. Le but de DAOISM est d’établir une synergie entre ces programmes pour combler le fossé entre les études détaillées de GMC individuels et les études à grande échelle de GMC non résolus dans d'autres galaxies. Le projet est structuré en 3 axes, allant de la description locale des propriétés physiques et chimiques qui contrôlent la formation d'étoiles, au développement de méthodes d'analyse novatrices, adaptées à l'ère du Big Data, qui amélioreront radicalement l'estimation de ces paramètres clés de la théorie de la formation d'étoiles aux différentes échelles spatiales.

A la fin de la période de financement par l’ANR, DAOISM fournira : i) Une caractérisation exhaustive de la structure physique, cinématique, chimique et magnétique d'un GMC typique, de leurs liens avec la formation d'étoiles et les processus de rétroaction, ainsi que de nouvelles méthodes d’interprétation ; ii) une nouvelle méthode d’observation complètement testée pour l’interféromètre NOEMA permettant l’observation efficace de grands champs à haute résolution ; iii) de nouveaux outils pour séparer les signaux issus du même pixel mais provenant de régions physiquement distinctes, permettant de lever cet obstacle majeur aux études extragalactiques actuelles sur la formation d'étoiles et de comparer des observations galactiques résolues aux données extragalactiques non résolues.

L’ensemble des outils et codes développés sera rendu public.

Coordination du projet

Jerome Pety (IRAM)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

IRAP Institut de recherche en astrophysique et planétologie
IRAM IRAM
LERMA Laboratoire d'étude du rayonnement et de la matière en astrophysique et atmosphères

Aide de l'ANR 502 217 euros
Début et durée du projet scientifique : - 48 Mois

Liens utiles

Explorez notre base de projets financés

 

 

L’ANR met à disposition ses jeux de données sur les projets, cliquez ici pour en savoir plus.

Inscrivez-vous à notre newsletter
pour recevoir nos actualités
S'inscrire à notre newsletter