Contrat doctoral (H/F) en modélisation astrophysique

Sujet de thèse :
L’évolution des galaxies et la formation des étoiles sont contrôlées en grande partie par des processus physiques et chimiques directement reliés au milieu interstellaire (MIS). Le MIS est une composante essentielle des galaxies, à la fois sujet à de multiples mécanismes de chauffage – ionisation par photons UV, X ou par rayons cosmiques, effet photoélectrique sur les grains de poussière, ondes de choc, etc... – et à l'origine de nouvelles générations stellaires dans les nuages les plus froids. Un débat intense s'est installé concernant la présence de trous noirs de masse stellaire super-Eddington ou de masse intermédiaire dans les galaxies de très faible métallicité. Les implications sont nombreuses car il s'agit de savoir si ces sources impactent le milieu interstellaire et l'histoire du taux de formation stellaire, et de confirmer la masse des trous noirs qui pourraient être à l'origine de trous noirs supermassifs par coalescence. Ces informations sont cruciales pour l'interprétation des spectres de galaxies à très grand z avec JWST.

Le milieu interstellaire regorge de signatures et il s'agira d'utiliser celles-ci pour identifier et contraindre divers processus physiques à l'oeuvre. Le travail de thèse reposera sur des travaux précédents qui se sont focalisés tour à tour sur la photoionisation par les étoiles massives, sur la photoionisation par les objets compacts et enfin sur l'ionisaton par les rayons cosmiques. Spécifiquement, il s'agira pendant la thèse d'explorer l'importance relative des chocs interstellaires tout en améliorant le traitement des mécanismes déjà étudiés dans notre équipe. Ces modèles seront utilisés sur un échantillon de galaxies proches observées avec divers instruments y compris par JWST.

L'objectif global de l'ANR speXion (portée par AIM, l'Université de Genève et l'Institut d'Astrophysique de Paris) est de réaliser une étude cohérente des galaxies extrêmement pauvres en métaux afin de comprendre le champ de rayonnement dominant ces galaxies jusqu'aux rayons X, de caractériser la nature et l'influence des sources énergétiques et les processus de rétroaction associés, et de comprendre la contribution de ces galaxies à la réionisation cosmique. Le coeur de la thèse consistera à explorer les modèles de chocs et de les intégrer au cadre statistique de modélisation des galaxies, MULTIGRIS, développé localement et utilisant une approche probabiliste Bayésienne. Les codes existent déjà et il sera possible de contribuer au développement du code MULTIGRIS en particulier. Nous étudierons les traceurs spectroscopiques et photométriques du chauffage et du refroidissement du MIS dans un large échantillon de galaxies, de manière à pouvoir isoler l'influence des différents paramètres (métallicité, présence de super-amas d'étoiles, de sources ultra-lumineuses en rayons X, chocs...). Des observations JWST ont été obtenues par notre équipe et continueront pendant la
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