Analyse statistique de l’orientation relative entre les filaments et les champs magnétiques dans les régions de formation stellaire à l’aide des données combinées des observatoires spatiaux Herschel et Planck 

Soutenance de thèse de Jonathan Oers (Salle de Conférence)

Résumé de la thèse :

L’objecf de la thèse est d’étudier l’orientation du champ magnétique en direction des cœurs denses détectés avec Planck et Herschel et de leur structure environnante (filaments). Cette analyse sera basée sur les observations de l’émission polarisée des grains de poussière avec les relevés de Planck. L’équipe a récemment développé une méthode, FilDReaMS, permettant d’extraire des filaments dans les cartes Herschel et de déterminer leur largeur et leur orientation, afin de comparer cette dernière à l’orientation du champ magnétique.
Dans cette thèse, je fournis une analyse statistique des orientations relatives entre les filaments et le champ magnétique dans diverses régions de formation stellaire présentant des propriétés physiques et des environnements galactiques différents. J’ai utilisé une méthode dédiée, FilDReaMS, qui s’appuie sur un modèle en forme de barre rectangulaire de largeur variable pour détecter et extraire des filaments à plusieurs échelles. J’ai appliqué FilDReaMS aux 116 champs du projet « Galactic Cold Cores » (GCC) de Herschel (résolution angulaire de 18″-36″), qui a mesuré les émissions de poussière dans diverses régions de formation stellaire. J’ai comparé ensuite les orientations des filaments à l’orientation du champ magnétique du plan du ciel (PoS) (BPoS), déduite des observaotins Planck de l’émission thermique polarisée de la poussière (résoluon angulaire de 7′), à l’aide d’histogrammes d’orientations relatives (HRO). De plus, j’ai utilisé un catalogue de cœurs denses et froids détectés dans les champs GCC pour étudier les orientations relatives des filaments hébergeant des cœurs.
Je présente les résultats de l’analyse statisque de ces orientations relatives en fonction de l’échelle de largeur des filaments, de la densité de colonne H2 (NH2), du stade d’évolution et de l’environnement galactique. On constate que les filaments à faible NH2 ont tendance à être à peu près parallèles à BPoS à toutes les échelles, tandis que les filaments étroits à fort NH2 n’ont pas d’orientaon préférentielle et que les filaments larges à fort NH2 ont tendance à être à peu près perpendiculaires. Ce changement d’orientation préférentielle se produit à des valeurs de densité de colonne de transition généralement comprises entre [0.8, 8] * 10^21 cm^-2, une plage qui correspond aux résultats des études précédentes de Planck. J’ai analysé également les HRO des filaments avec des cœurs intégrés et constatons qu’ils sont cohérents avec les HRO des filaments à haut NH2, bien que la tendance soit moins prononcée. Cependant, la tendance générale pour tous les filaments n’est pas observée de manière systématique, avec une variété de comportements qui peuvent être dus à des facteurs tels que les effets de projection, l’emmêlement du champ magnétique, la confusion le long de la ligne de visée (LoS) ou différentes intensités de champ magnétique. L’analyse des effets de projection montre que, statistiquement, les orientations préférentielles dans le PoS sont indicatives des orientations préférentielles réelles en 3D, et que des fractions de polarisation plus élevées entraînent des effets de projection plus faibles, ce qui confirme un lien entre p et l’inclinaison du champ magnétique par rapport à la LoS.
Les résultats confirment l’existence d’un couplage entre le champ magnétique à l’échelle des nuages et les filaments à plus petite échelle, tout en soulignant la complexité du milieu interstellaire. Ils appellent également à mener d’autres analyses statistiques, étudiant le champ magnétique et d’autres processus physiques à plus petite échelle, afin de mieux comprendre la diversité des comportements observés dans les HRO.

Composition du jury de thèse

• Frédérique MOTTE, IPAG, Rapporteure
• François LEVRIER, LPENS, Rapporteur
• Doris ARZOUMANIAN, Kyushu University Institute for Advanced Study, Rapporteure
• Alain KLOTZ, IRAP, Examinateur
• Yasuo DOI, The University of Tokyo, Examinateur
• Isabelle RISTORCELLI, IRAP, Directrice de thèse
• Katia FERRIÈRE, IRAP, Directrice de thèse