Nouveau projet ERC Synergy piloté par le CEA: ECOGAL pour comprendre notre écosystème galactique
Publié par Redbran le 20/11/2019 à 14:00
Source: CEA
Patrick Hennebelle du Département d'astrophysique de l'Irfu va diriger une équipe de recherche internationale qui vient de recevoir une subvention ERC Synergy. Le financement est accordé au projet ECOGAL, dans le cadre duquel des chercheurs d'Allemagne, de France et d'Italie collaborent pour développer une compréhension de l'"écosystème galactique" de la Voie lactée (La Voie lactée (appelée aussi « notre galaxie », ou parfois simplement « la Galaxie », avec une majuscule) est le nom de la galaxie dans laquelle se situent le...).


Représentation réaliste de la Voie Lactée. La séquence d'images va des grandes aux petites échelles (dans le sens des aiguilles d'une montre) avec un nuage moléculaire (En astronomie, les nuages moléculaires sont des nébuleuses interstellaires qui ont une densité et une taille suffisante pour permettre la formation de H2,...), un amas d'étoiles jeunes et intégrées IRAS23385+6053, un disque protoplanétaire (Les étoiles se forment à partir d'un nuage de gaz et de poussières dont la partie centrale s'effondre sur elle-même. Puis, à l'intérieur de la nébuleuse...) HL Tau ainsi que le soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile centrale du système solaire. Dans la classification astronomique, c'est une étoile de type...) et la terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse...). | NASA/JPL-Caltech (image de fond), FCRAO: G.

Le défi de ces 4 chercheurs et de leurs équipes est de construire un modèle prédictif unique pour la formation des étoiles et des planètes dans notre galaxie (Une galaxie est, en cosmologie, un assemblage d'étoiles, de gaz, de poussières et de matière noire et contenant parfois un trou noir supermassif en son centre.). Pour comprendre la formation de notre galaxie à toutes ses échelles il est nécessaire de prendre en compte l'interaction (Une interaction est un échange d'information, d'affects ou d'énergie entre deux agents au sein d'un système. C'est une action réciproque qui suppose...) complexe de phénomènes physiques souvent concurrents comme la gravité (La gravitation est une des quatre interactions fondamentales de la physique.), la turbulence (La turbulence désigne l'état d'un fluide, liquide ou gaz, dans lequel la vitesse présente en tout point un caractère tourbillonnaire : tourbillons dont la taille, la localisation et l'orientation varient constamment. Les...), les champs magnétiques et le rayonnement (Le rayonnement, synonyme de radiation en physique, désigne le processus d'émission ou de transmission d'énergie impliquant une particule porteuse.) dans un milieu complexe qu'est le milieu interstellaire (En astronomie, le milieu interstellaire est le gaz raréfié qui, dans une galaxie, existe entre les étoiles et leur environnement proche. Ce gaz est habituellement extrêmement ténu, avec des...), un grand réservoir de gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la matière n'a pas de forme propre ni de volume propre : un gaz tend à...) diffus et de poussières qui imprègnent la galaxie. Ce milieu est loin d'être vide (Le vide est ordinairement défini comme l'absence de matière dans une zone spatiale.): il représente environ 20 % de la masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte) et l'autre la contribution du corps à la force de gravitation (la masse grave). Ces...) de la matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont l'état solide, l'état liquide, l'état gazeux. La...) visible dans la Voie Lactée. Il fait partie d'un écosystème au sein duquel les étoiles sont formées par effondrement gravitationnel des nuages moléculaires et agissent en retour en émettant leur rayonnement voir en éjectant violemment de la matière.

Il s'agit d'un défi de taille qui ne peut être relevé par un seul groupe de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par...). Le projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et l’intégration d’une grande diversité de...) exige la combinaison (Une combinaison peut être :) d'un large éventail d'expertises complémentaires. C'est le cœur d'ECOGAL, réunissant quatre équipes européennes à la pointe de l'astronomie (L’astronomie est la science de l’observation des astres, cherchant à expliquer leur origine, leur évolution, leurs propriétés physiques et chimiques. Elle ne doit pas être confondue avec la...) et de l'astrophysique (L’astrophysique (du grec astro = astre et physiqui = physique) est une branche interdisciplinaire de l'astronomie qui concerne principalement la physique et l'étude des propriétés des objets de...) modernes, rassemblant des observations multi-longueurs d'ondes, des simulations numériques multi-échelles à haute résolution, des observations astronomiques de pointe et des méthodes novatrices d'analyse des données (L’analyse des données est un sous domaine des statistiques qui se préoccupe de la description de données conjointes. On cherche par ces méthodes à donner les liens pouvant...).


Au sein d'ECOGAL, il existe une forte synergie entre les observations et la théorie ainsi qu'entre les études à grande et à petite échelle.

Cette synergie permettra de construire un modèle unique et prédictif de la compréhension de notre écosystème galactique.



Patrick Hennebelle du Laboratoire Spectro-Imageurs pour le Spatial du DAp (Irfu)
Le projet est dirigé par le Dr Patrick Hennebelle du Département d'astrophysique du Commissariat aux énergies alternatives (Alternatives (titre original : Destiny Three Times) est un roman de Fritz Leiber publié en 1945.) et à l'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.) atomique (CEA) à Paris-Saclay. Parmi les autres membres de l'équipe de recherche figurent le Dr Sergio Molinari de l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical Physics est un tel institut.) national d'astrophysique (INAF) à Rome et le Dr Leonardo Testi de l'Observatoire européen austral (Le mot austral (du latin australis) est un adjectif qualifiant ce qui se situe dans l'hémisphère sud.) (ESO) dont le siège se trouve à Garching et Ralf Klessen, chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la recherche. Il est difficile de bien cerner le métier de chercheur tant les...) au Centre d'astronomie de l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures). Aux...) de Heidelberg (Heidelberg est une ville d'Allemagne située dans la vallée du Neckar, au nord-ouest du Land de Bade-Wurtemberg. Le nom de "Heidelberg" provient peut-être...) (ZAH).

L'équipe du CEA Paris-Saclay (DAP/IRFU) est composée d'experts de la modélisation numérique (Une information numérique (en anglais « digital ») est une information ayant été quantifiée et...) de la formation des étoiles des plus petites échelles au cœur protoplanétaire ainsi que des observations à l'échelle du disque (Le mot disque est employé, aussi bien en géométrie que dans la vie courante, pour désigner une forme ronde et régulière, à l'image d'un palet — discus en latin.). L'équipe apporte également d'une expertise importante dans la construction de base de données (En informatique, une base de données (Abr. : « BD » ou « BDD ») est un lot d'informations...) issues de simulations numériques.

L'équipe de l'Université de Heidelberg comprend des experts en modélisation de la dynamique (Le mot dynamique est souvent employé désigner ou qualifier ce qui est relatif au mouvement. Il peut être employé comme :) globale du milieu interstellaire et de la naissance des étoiles (La naissance des étoiles ou formation stellaire est un domaine de recherche actif en astrophysique qui consiste en l'étude des modes de formation des étoiles et des systèmes...), en astrochimie (L'Astrochimie est l'étude des éléments chimiques trouvés dans l'espace lointain, habituellement dans des nuages de gaz moléculaire, ainsi que leur formation, leurs interactions et leur destruction. En d'autres termes,...) et accrétion (L'accrétion désigne en astrophysique, en géologie et en météorologie l'accroissement par apport de matière.) de disques protoplanétaires. En outre, ils apportent une expertise clé dans le post-traitement des données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) de simulation utilisant des techniques de transfert radiatif.

L'équipe de l'INAF de Rome est spécialisée dans les grand relevés multi-longueurs d'ondes de la Voie lactée et l'étude des caractéristiques de nuages moléculaires formant (Dans l'intonation, les changements de fréquence fondamentale sont perçus comme des variations de hauteur : plus la fréquence est élevée, plus la hauteur perçue est haute et inversement. Chaque voyelle se caractérise par son...) des étoiles. L'équipe a également une grande expertise dans l'apprentissage (L’apprentissage est l'acquisition de savoir-faire, c'est-à-dire le processus d’acquisition de pratiques, de connaissances, compétences, d'attitudes ou de valeurs...) machine et de grandes bases de données d'observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et d’étude appropriés. Le plaisir procuré explique...).

L'équipe de l'Observatoire européen austral (ESO) a une expertise clé dans l'observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et d’étude appropriés. Le plaisir procuré...) des propriétés des gaz et des poussières des disques protoplanétaires avec des télescopes interférométriques. Ils fournissent également une expertise dans les techniques d'observation de haute résolution dans le domaine des longueurs d'onde (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible de propriétés physiques locales. Elle transporte de...) millimétriques.

De plus, deux équipes partenaires sont associées avec l'Université de Manchester, pour la conception, les tests et réalisations d'amplificateurs à faible bruit (Dans son sens courant, le mot de bruit se rapproche de la signification principale du mot son. C'est-à-dire vibration de l'air pouvant donner lieu à la création d'une sensation auditive.) pour les systèmes de réception ALMA (PI Gary Fuller), et l'IPAC de Grenoble, qui contribue aux observations des nuages moléculaires et à la dynamique des amas (PI Estelle Moraux).

Contact chercheur:
Patrick Hennebelle
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