Valérie de Lapparent Directrice de recherche

Institut d'Astrophysique de Paris

Proposition de stage de Master 2 (2021) :

Caractériser les bulbes et disques des galaxies de l'Univers proche

Il s'agit de mesurer les masses stellaires et taux de formation d'étoiles des bulbes et disques des galaxies du nouveau catalogue MorCat. Il est extrait du grand relevé du ciel « Sloan Digital Sky Survey » (SDSS), basé sur de multiples balayages par caméra CCD du ciel dans 5 filtres (ugriz). Le relevé fournit des images bien résolues des galaxies proches permettant la mesure précise de leur flux et de leur morphologie. On peut naviguer dans le relevé SDSS en utilisant : galaxie PGC 635. Le catalogue MorCat contient les ~20 000 galaxies les plus brillantes (g≤15.5) de la calotte polaire de l’hémisphère nord galactique.

Le nouveau logiciel SourceXtractor++ développé dans le cadre du projet de satellite Euclid et rendu récemment public est utilisé pour modéliser les profils des galaxies par la somme d'un bulbe et d'un disque. Il est le descendant de SExtractor (Bertin et Arnouts 1996). Le nouveau code présente l'avantage de permettre la pose d'à priori sur les paramètres afin de se limiter à des modèles physiquement réalistes (par exemple le rayon effectif du bulbe est inférieur à celui du disque), ainsi que l'ajustement d'un même modèle dans les différents filtres (avec une marge de déviation contrôlable de bande à bande). En l'absence de telles contraintes, les dégénérescences entre les paramètres dispersent les mesures de flux et de taille des bulbes et disques, et empêchent des analyses statistiques fiables.

Les différents type de galaxies (elliptiques, lenticulaire, spirales, irrégulières) peuvent être simplement caractérisés par la fraction de flux comprise dans le bulbe. On observe également des couleurs caractéristiques des bulbes et disques selon les types, qui nous renseignent sur la formation d'étoiles actuelle et passée dans ces composantes. Le stage proposé permettra de quantifier ces effets pour un large échantillon de galaxies bien résolues.

La connaissance des types et des couleurs des galaxies pour l'ensemble du catalogue MorCat rendra possible des analyses statistiques sans précédent concernant les galaxies proches : fonctions de luminosité et de masse pour les bulbes et disques ; arrangement des différents types de galaxies au sein de la toile cosmique. On pourra alors mieux comprendre comment les différents type de galaxies se sont formés selon leur environnement à grande échelle.

Figure : images couleur (gri) de 2 galaxies brillantes du SDSS à gauche (lenticulaire en haut, spirale en bas), le modèle de bulbe (profil de Sersic) vers la droite, puis le modèle de disque (profil exponentiel), puis la somme des deux. La galaxie lenticulaire est inclinée (aplatissement de 0.2), et la spirale est de face (aplatissement de 1).

Références