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Evolution dynamique des amas stellaires jeunes – DESC

Evolution dynamique des amas stellaires jeunes

Faire le lien entre les theories de formation stellaire et les observations d'amas jeunes en etudiant l'evolution dynamique des amas au cours des premiers millions d'annees.

Relier les théories de formation stellaire aux observations d'amas jeunes

La grande majorité des étoiles naît dans des associations ou amas et non pas de manière isolée. Il apparait donc fondamental d'étudier la formation et l'évolution des amas stellaires si l'on veut comprendre l'origine des propriétés statistiques observées des étoiles jeunes et ainsi contraindre les processus de formation stellaire.<br />• Quels sont les conditions de formation des amas ?<br />• Quelle est l'origine de la distribution de masse stellaire et substellaire dans les amas ?<br />• Est-elle universelle ?<br />• Comment les propriétés des étoiles jeunes sont-elles modifiées par leur environnement ?<br />• La ségrégation de masse est-elle primordiale ou est-elle le résultat de l’évolution dynamique ?<br />Afin de répondre à ces questions, le projet DESC s’est en particulier focalisé sur l'évolution dynamique des amas stellaires au cours des premiers millions d'années, afin de pouvoir relier les théories de formation stellaire aux observations.<br />

Afin d'atteindre les objectifs énoncés ci-dessus, le projet DESC a combiné i) des observations multi-techniques d'amas jeunes (<30 Myr) permettant de caractériser complètement leurs propriétés statistiques (IMF, propriétés des binaires, distribution spatiale, cinématique), et ii) des simulations numériques de l'évolution dynamique des amas afin de remonter à leur état initial. Les conditions initiales qui reproduisent le mieux les observations sont ensuite comparées aux prédictions des modèles d'effondrement afin de confirmer (ou non) les théories de formation stellaire. Un code spécifique traitant à la fois l'hydrodynamique du gaz et les interactions N-corps entre étoiles a été développé à cet effet.
Pour la partie observationnelle, l’accent a été mis sur l’obtention de mesures très précises de mouvements propres, ainsi que sur l’analyse multidimensionnelle combinant couleur, magnitude, position et vitesse des étoiles afin d’obtenir leur probabilité d’appartenance à l’amas et de caractériser leurs propriétés (distribution de masse, structures spatiales multi-échelles, multiplicité).

Dans le cadre de DESC, de nouvelles méthodes de mesures très précises de mouvements propres, ainsi que des outils statistiques permettant d’identifier et caractériser les étoiles d’amas, et un code de simulation numérique combinant la dynamique stellaire à celle du gaz ont été développés. Ces résultats s’inscrivent dans le cadre de la préparation à l’exploitation scientifique de la mission spatiale européenne Gaia.

L’aspect du projet concernant la mesure et l’analyse de mouvements propres a abouti à l’ERC « COSMIC-DANCE » (P.I. H. Bouy), et le nouveau contrat européen « StarFormMapper » permet de poursuivre nos efforts de recherche sur la formation et l’évolution des amas stellaires.

Les résultats du projet DESC ont donné lieu à 22 articles de revues à comité de lecture et ont été présentés dans de nombreuses conférences internationales (4 revues invitées, 8 contributions orales, 3 posters).
L’école internationale 2015 du PNPS (Ecole Evry Schatzman) sur les amas a été organisée et cofinancée par le projet DESC.
Un contrat postdoctoral de 3 ans a été financé dans le cadre de DESC et deux thèses liées au projet ont démarré en 2011 et 2014.

La grande majorite des etoiles ne naissent pas de maniere isolee mais plutot dans des associations ou amas. Il apparait donc fondamental d'etudier la formation et l'evolution des amas stellaires si l'on veut comprendre l'origine des propriétés statistiques observées des étoiles jeunes et ainsi contraindre les processus de formation stellaire. C'est le but principal de ce projet jeunes-chercheurs "DESC" qui se focalisera plus particulierement sur l'evolution dynamique d'amas stellaires au cours des premiers millions d'annees, pour lesquels la population aura ete caracterisee au mieux observationnellement. L'approche proposée ici consiste à combiner a la fois des expertises observationnelles et théoriques issues de deux groupes de recherche reconnus: l'équipe de formation stellaire du LAOG, qui possède une large expérience dans l'observation d'amas jeunes, et l'équipe Galaxies de l'Observatoire de Strasbourg, experte en simulations numériques à N-corps. A travers le recrutement d’un postdoc ANR, ce projet permettra de développer une nouvelle expertise numérique au LAOG, essentielle à l'interprétation des observations d'amas jeunes.

Coordination du projet

Estelle MORAUX (UNIVERSITE GRENOBLE I [Joseph Fourier]) – estelle.moraux@obs.ujf-grenoble.fr

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

LAOG UNIVERSITE GRENOBLE I [Joseph Fourier]

Aide de l'ANR 300 000 euros
Début et durée du projet scientifique : - 48 Mois

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