Study of the thin Galactic disc's structures

Etude des structures du disque mince Galactique

Chloé Fourtune-Ravard (1)

1 Observatoire de Paris

Our Galaxy is to be a barred spiral. Nevertheless, its detailed structure is still unknown and there is ongoing debate on the number and shape of its spiral arms and bar orientation. One of the main tools that has been developped to study our Galaxy is photometry which is the study of stellar light. However, this light is affected by the instellar medium through which it passes between the emission point and the observation point. This effect is called interstellar extinction, and how it affects the light depends on the properties of the environment through which it passes. That is why it is important to have detailed maps of interstellar extinction. Few 3D (position - non cumulative values) extinction maps exist today, and most of them rely on Galactic stellar population models. The goal of my PhD research was to establish new techniques to map the extinction in 3D, independantly of any model. Initialy, I developed an algorithm to find the interstellar extinction in a line of sight, by taking advantage of the properties of Red Clump Stars. I used stars taken from near-infrared observations. In the presence of extinction, Red Clump stars form a tail in colour-magnitude diagrams. If one can detect the position of the tail, one can deduce the distance-extinction relation for this field. By generalising this process to all our data, we build up a 3D map of the insterstellar extinction in the first quadrant. Because of the limitation of the above method, I subsequently used Bayesien deconvolution to develop a method to determine interstellar extinction. The principal benefit of this method is that it is versatile enough that one can also recover the stellar density.

Notre Galaxie est de type spirale barrée. Cependant, sa structure reste très mal connue à ce jour et le nombre et la forme de ses bras ainsi que la longueur et l'orientation de la barre sont encore l'objet de vifs débats. Une des techniques à notre disposition pour étudier notre Galaxie est la photométrie. Mais elle est altérée par le milieu interstellaire traversé entre le point d'émission et le point d'observation : c'est l'extinction interstellaire. Elle varie en fonction des propriétés du milieu traversé, c'est pourquoi il est essentiel de disposer de cartographies détaillées de l'extinction interstellaire. Peu de cartographies 3D (position / valeur non-cumulative) existent à ce jour et elles reposent pour la plupart sur un modèle de population stellaire Galactique. Le but de ma thèse a été d'établir de nouvelles techniques de cartographie 3D de l'extinction, indépendantes de toute modélisation de la Galaxie. Pour cela, j'ai développé un algorithme permettant de retrouver l'extinction interstellaire dans une direction d'observation en exploitant les propriétés des étoiles du Red Clump. En présence d'extinction, ces étoiles forment une traînée dans les CMD. En arrivant à détecter la position de cette traînée, on peut déduire la relation distance-extinction dans le champ étudié. En appliquant massivement ce procédé, j'ai établi une carte 3D de l'extinction dans le premier quadrant. Dans un deuxième temps, j'ai utilisé une déconvolution bayésienne pour mettre en place une méthode permettant d'établir une cartographie de l'extinction interstellaire qui sera par la suite adaptable pour obtenir une cartographie 3D de la densité d'étoiles.

Mots clés: astronomy

Mots clés: Photométrie astronomique; Galaxies

Domaines: Astrophysique [astro-ph]

Chloé Fourtune-Ravard. Etude des structures du disque mince Galactique. Astrophysique [astro-ph]. Observatoire de Paris, 2014. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-02095160⟩