Gaia

La Galaxie

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Quelques chiffres sur les performances de Gaia

La Voie Lactée en tant que galaxie Sur la définition des populations stellaires Évolution du disque

M. Haywood GEPI, Observatoire de Paris

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Les performances de Gaia concernant la physique galactique

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Quelques uns des retours potentiels de Gaia pour la structure galactique…

•! Mesure du potentiel galactique •! Corotation, bras spiraux, vitesse angulaire des bras •! Identification de nouveaux courants cinématiques •! Mesure de la courbe de rotation •! Identification et caractérisations des structures existantes (barre, anneau) dans le plan galactique •! Caractérisation (âge, membres) d’un nombre d’amas ouverts considérables, détection de nouveaux amas. •! Ceinture de Gould •! Mesure fine de la parallaxe et mouvements propres de plus d’amas globulaires (et révision de l ’échelle des âge des amas globulaires) •! Mesure du SFR et IMF dans différentes régions du disque •! Mesure de l ’âge de chaque population •! Cartographie âge-métallicité-cinématique dans le halo, disque mince, disque épais •! Structure du gauchissement et évasement du disque •! Cartographie 3D de l ’extinction •! Distance au centre galactique •! Taille du disque galactique •! Structures dans le halo •! Etc….

Gaia nous dira-t’ il à quel type de galaxie nous appartenons ? •! A quoi ressemble notre Galaxie ?!•! Quel type ? SBab SBab(r)? (de Vaucouleurs & Pence, 1978)!•! Combien de bras spiraux ? 2 ? 3 ? 4 ?!

•! Quel bulbe ? Pseudo-bulbe ? Bulbe classique ? !•! Où sur la relation de Tully-Fisher ?!

•! Galaxie ‘normale’ ? Particulière ?!

Quelle est la forme de la Galaxie ?

Hipparcos était un micro-échantillonnage de la Galaxie. Gaia va mesurer des distances assez grandes pour mesurer la forme de la Galaxie

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•! Incertitudes sur la Courbe de rotation 170-250km/s, ! Xue et al. 2008 < 200km/s, ! 200-280 km/s au niveau du Soleil, McMillan & Binney, 2010!

•! Magnitude absolue de la Voie Lactée très modèle dépendante : !

+ incertitude luminosité (régions internes (bulbe))/disk!+ normalisation ‘locale’ des modèles !

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La Voie Lactée outlier sur la relation de Tully-Fisher ?

Bras spiraux, populations jeunes (étoiles OB, associations, amas, céphéïdes)

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Horizon de Gaia pour les céphéïdes et étoiles OB

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Le problème de l ’identification des populations galactiques : Combien de populations stellaires ? Lesquelles ?

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Un exemple de l ’incertitude actuelle

1 - Cartographie [Z,Fe/H] du plan méridien galactique SDSS/CFHTLS

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Où est le disque épais ‘standard’ ?

Dichotomie local / in situ

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Diagramme HR,

métallicités, rapport d#abondance, vitesses"

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Diagramme de Hess "

(Magnitudes "apparentes, Couleurs)"

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Connecter la vision globale et locale : Gaia

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Le disque galactique

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L’âge des étoiles : L’ enseignement d ’Hipparcos

Un des points difficiles de l ’analyse des données Hipparcos a été la mesure des âges. Parallaxes excellentes mais : •! Biais systématiques dans les calibrations de métallicités et températures effectives •! Photométrie hétérogène (Strömgren) •! Échantillons mal définis (non-représentatifs), et difficiles à corriger

Différences significatives, 13 ans après !

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L ’âge des étoiles

Mais améliorations attendues : •! Photométrie homogène de Gaia (problème principal de l’ exploitation des

parallaxes Hipparcos , cf photométrie Strömgren ) •! Systématiques moins grandes des paramètres atmosphériques Teff, [Fe/H]

(mesures sols diamètres angulaires, échantillons spectro plus importants) •! Des millions d ’étoiles pour calibrer le diagramme HR •! Échelle des âges de l ’ astéroséismologie (échelle externe)

Le disque ‘ local ’ avec Gaia h2#H6.42(55/2#m&5D%43%H60'-#M#B/02'#98#@**#36#;+Y#'&%#58'#34%4554^8'=#;IK+RB4?=>#A2C0%/2#+*#B0550/2'#9-HD/058'#m94D4]58'-###;KR**#HD/058'#942'#P0334%6/'#;2/&C8558#%H9&6(/2=#h2#H6.42(55/2#3%H60'#82D%8#+#8D#)"R#<36#;Z[LZK+*Y####'0#ECKRB4?"=##>##q?8'#]/2'#;K)*Y=#$/&%#wR*#B0550/2'#b#9-HD/058'"#

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Le disque galactique : intrication des aspects dynamiques et chimiques a/2D%402D8#46D&85#98'#B/9S58'#9-HC/5&(/2#6.0B07&8>##,8#34%490?B8#98'#B/9S58'#;6/2'D%&6(/2#02'098\/&D#9&#90'7&8=#%83/'8#82(S%8B82D#'&%#54#90'D%0]&(/2#5/6458#98#BHD455060DH#;KR*36=#8D#58#3%/]5SB8#90D#98'#m24028'#:-"#

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Conclusions •! Gaia va permettre de revoir complètement notre définition des populations

stellaires."

•! Mettre sur une même échelle des âges l#ensemble de ces populations (sauf le bulbe)"

•! La complémentarité avec les relevés spectro et photométriques sol est nécessaire: Gaia ne fournira pas"

toute l#information nécessaire pour tirer complètement parti des distances et cinématique des étoiles."

•! Voir ELSA Conference Gaia: at the frontiers of astrometry, 7-11 June 2010" Présentations disponibles sur le site de l#AS Gaia "

(cf en particulier sur les aspects stellaires et galactiques, Y. Lebreton, C. Babusiaux, A. Helmi)"