Nadège Lagarde, astrophysicienne au Laboratoire d’astrophysique de Bordeaux, est lauréate d’une bourse ANR pour le projet PRIMA qui vise à comprendre l’origine des étoiles les plus vieilles de notre galaxie.
Le projet PRIMA, porté par Nadège Lagarde (Chargée de recherche au CNRS – Laboratoire d’Astrophysique de Bordeaux) et Corinne Charbonnel (Directrice de recherche au CNRS – et Professeure au département d’Astronomie de l’Université de Genève), vient d’obtenir une bourse ANR « Projet de Recherche Collaborative – International » (PRCI) ayant commencé le 1er mars 2025.
Cette collaboration internationale a pour objectif d’étudier l’archéologie galactique, en caractérisant et datant les étoiles les plus anciennes de la Voie lactée afin de retracer leur origine et reconstruire l’Histoire de notre galaxie.
Pour cela, PRIMA va comparer simulations et observations pour évaluer l’impact et établir la chronologie précise des événements ayant structuré la Voie lactée. Ce projet se concentrera plus particulièrement sur deux populations stellaires galactiques : le disque épais et le halo stellaire (visibles sur l’image ci-dessous) où sont localisées les étoiles les plus anciennes de la Galaxie.
Ce projet permettra également d’utiliser et de développer le modèle de synthèse de population stellaire de la Galaxie de Besançon (SNO BGM) coordonné par Nadège Lagarde.
© ESA/PRIMA
Résumé du projet :
« Comprendre la formation des galaxies est un défi majeur en astrophysique et en cosmologie. La Voie lactée (MW) est au cœur de cette quête, grâce à la mission Gaia de l’ESA et aux relevés spectroscopiques et astérosismiques de haute précision. PRIMA exploite cette grande richesse de données en fournissant les outils essentiels pour l’archéologie galactique et en contribuant à faire progresser la modélisation de l’évolution stellaire à un niveau de précision requis par PLATO, offrant un retour sur investissement optimal pour la Suisse et la France.
PRIMA se focalise sur les composantes galactiques qui hébergent les étoiles les plus anciennes de la MW et qui offrent les meilleures indications sur l’histoire des fusions de la MW, i.e., le halo, le disque épais et les amas globulaires (GC). Il utilise l’approche très puissante de la synthèse de population pour simuler le contenu stellaire actuel de la MW, basée sur la modélisation de l’évolution stellaire développée dans le projet et les scénarios de formation de la Galaxie. PRIMA compare les catalogues fictifs simulées avec des observations multi-longueurs d’onde, incluant les observations astérosismiques. Positionné de manière stratégique par rapport à d’autres méthodes complémentaires, PRIMA vise à avoir un impact significatif dans le domaine en éliminant les biais de sélection dans l’analyse des données et en tenant compte des processus stellaires internes affectant les abondances et la durée de vie des étoiles. Le projet évalue l’impact des fusions et de l’évolution séculaire galactique sur les propriétés des populations stellaires, y compris les GC et leurs étoiles échappées, afin de caractériser les étoiles les plus anciennes de la MW et de démêler leurs origines in situ et ex situ.
Pour atteindre ces objectifs, PRIMA est divisé en deux work packages (WP) fournissant chacun des résultats révolutionnaires. Leur complémentarité permettra d’établir la chronologie précise des fusions de la MW et de mieux comprendre l’origine des étoiles les plus anciennes.
– Le WP1 calculera des grilles de modèles d’évolution stellaire incluant les processus de transport hydrodynamiques des espèces chimiques et du moment cinétique, influençant les âges et les abondances de surface des étoiles. En plus des propriétés classiques, des abondances de surface et d’âges précis, nous fournirons les quantités astérosismiques globales et des spectres de fréquences propres théoriques tout au long de l’évolution, et les isochrones. Nous évaluerons pour la première fois de manière cohérente l’impact des processus de transport hydrodynamiques sur les propriétés astérosismiques des géantes et les pulsations de RR-Lyrae, et fournirons des relations Luminosité-Période-Métallicité actualisées ainsi que des calibrations précises pour déterminer l’âge. Les grilles seront accessibles à la communauté pour d’autres applications astrophysiques.
– Le WP2 se concentrera sur le développement de notre modèle de synthèse de la population stellaire pour décrire le halo de la MW. Nous l’utiliserons pour générer des catalogues simulés de la MW, intégrant pour la première fois les résultats des modèles d’évolution stellaire de pointe élaborés dans le cadre du WP1. Les catalogues simulés seront comparés aux données astrométriques de Gaia et aux études spectroscopiques et astérosismiques, en éliminant les biais de sélection pouvant affecter les propriétés cinématiques et chimiques des populations stellaires. Nous identifierons et caractériserons les fusions et leur chronologie, ainsi que les contributions des GC au champ galactique, tout en suivant l’évolution séculaire des populations stellaires dans la MW. Le WP2 fournira de nouvelles contraintes sur la physique sous-jacente des modèles stellaires développés dans le WP1. Les catalogues simulés seront accessibles à la communauté scientifique. »