Milieu interstellaire, Poussière, PAH, Évolution des galaxies, Galaxies, Individuelles, M82, Méthode, Statistique

La compréhension des propriétés des grains de poussière interstellaire (abondance, composition chimique, distribution de taille, etc.) est cruciale pour comprendre de nombreux processus physiques en jeu dans les galaxies. Le domaine de l'infrarouge moyen (mid-IR) contient le plus grand nombre de bandes de résonance de ces solides, y compris les bandes infrarouges non identifiées (UIBs). Ces bandes proviennent d'un mélange statistique d'hydrocarbures aromatiques polycycliques (PAHs) de tailles et de structures différentes. Leurs propriétés sont une source précieuse d'informations sur les conditions physiques (métallicité, intensité du champ de rayonnement, etc.) du milieu interstellaire (ISM).L'instrument ISO/CAM à bord du satellite ISO (1995-1998) a été le premier observatoire à couvrir la gamme spectrale complète des UIBs, de 3,3 à 17 microns. La résolution et la sensibilité des observations ont été largement améliorées avec le spectrographe IRS à bord du Télescope Spatial Spitzer (2003-2009; 5.2-38 microns), cependant les bandes aromatiques et aliphatique à 3.3 et 3.4 microns n'étaient pas couvertes. Ces deux caractéristiques ont été observées avec le spectrographe IRC (2.5-5 microns) à bord du satellite AKARI (2005-2007). Ainsi, les deux derniers instruments nous permettent d'étudier ces UIBs de manière complète.Pour ce faire, j'ai combiné les cartes spectrales observées avec les deux instruments et appliqué leur inter-calibration. J'ai ensuite effectué une décomposition spectrale pour extraire les bandes d'émission. Le nouveau code de décomposition spectrale que j'ai développé adopte l'approche bayésienne hiérarchique (HB) afin de modéliser physiquement des échantillons hétérogènes de galaxies proches et de régions Galactiques et de modéliser statistiquement la distribution des paramètres, simultanément. Cela nous permet de lever plusieurs dégénérescences et d'extraire le maximum d'informations des données, en tenant compte des différentes sources d'incertitudes, sans sur-interpréter les observations. J'ai souligné les défis que j'ai rencontrés en combinant ces ensembles hétérogènes d'observations d'archives (données manquantes, biais d'inter-calibration, couverture spatiale incomplète, etc.Avec les spectres mid-IR décomposés de manière cohérente, j'ai identifié les riches bandes d'émission dans cette gamme, y compris non seulement les bandes principales à 3,3, 6,2, 7,7, 8,6, 11,2, 12,7 et 17 microns, mais aussi les bandes plus faibles. J'ai cherché des corrélations entre les intensités de ces bandes, les raies ioniques et les émissions du continuum. J'ai appliqué des modèles de chauffage stochastique pour relier les variations des propriétés des grains aux conditions physiques qu'ils subissent et j'ai examiné les rapports de bandes comme un diagnostic des propriétés des galaxies. J'ai effectué une analyse complète pour l'une des galaxies dans notre échantillon M 82. Ce travail a servi de projet pilote pour une étude systématique des propriétés des petits grains de carbone avec un large échantillon de galaxies proches observées par les télescopes Spitzer et AKARI.Ce projet de thèse se veut une préparation au Télescope Spatial James Webb (JWST ; 2021- ), qui observera un grand nombre de galaxies résolues avec une résolution angulaire et une sensibilité sans précédent. Nous appliquerons notre code pour analyser les propriétés des grains de poussière afin de contraindre l'évolution des galaxies dans les univers plus lointains après le lancement du JWST.