Galaxy discs across cosmic time

emeric bron — 2023-05-08T15:08:51Z

Résumé

Le but de cet atelier est de réunir une partie de la communauté galactique et extragalactique nationale et internationale travaillant sur l'évolution des galaxies à disque, pour confronter les résultats les plus recents obtenus sur l'étude de notre Galaxie et de sa formation, grâce à Gaia et relevés spectroscopiques complémentaires, avec les résultats obtenus sur l'étude des galaxies à disque à différents redshifts, et longueurs d'onde. Une comparaison avec les predictions de modèles de la formation et evolution de galaxies à disque dans un contexte cosmologique sera aussi une partie portante de ce workshop. Bien que le sujet est vaste et se prêterait à une conference plus large, nous avons choisi de commencer avec un worskhop de taille limité (50 participants au plus) pour maximiser les échanges et permettre en particulier aux étudiants et post-doctorants de presenter leurs travaux dans un contexte propice aux discussions. Nous comptons organiser l'atelier en salle Denisse à Paris (ex-salle de l'atelier) dans la semaine du 9 au 13 octobre.

Les disques galactiques sont un phénomène remarquable qu'il est difficile d'expliquer en détail, quelle que soit l'époque. Dans un cadre cosmologique, nous avons une compréhension de base de la manière dont les baryons peuvent se dissiper et s'installer dans un système rotatif à faible entropie, mais il y a des défis à relever à chaque étape. ALMA et JWST ont montré que les disques ont commencé à se former beaucoup plus tôt que ne le prévoyaient les dernières simulations. Les études de champ intégral révèlent que les baryons dominent déjà la matière noire avant un décalage vers le rouge de l'ordre de l'unité, comme nous savons que c'est le cas pour les galaxies à disque locales, là encore en désaccord avec les modèles cosmologiques. Les observations ALMA révèlent maintenant que le gaz des premiers disques était remarquablement froid, ce qui est intéressant à la lumière de l'intense activité de formation d'étoiles et de la rétroaction avant un décalage vers le rouge de l'ordre de l'unité. En dehors de la formation des disques, les instruments d'étude à grand champ comme Gaia, APOGEE, GALAH et LAMOST révèlent des processus clés de l'évolution de la Voie lactée, notamment la dynamique du bulbe et de la barre, ainsi que la migration, corrugation, churning et chauffage du disque. La chimiodynamique a révélé des disques dynamiquement distincts, riches en alpha et pauvres en alpha (récemment découverts dans d'autres galaxies à disque proches), ainsi qu'une nouvelle population alpha à faible métallicité qui défie toute explication facile. Des instruments tels que ESO MUSE ont permis de réaliser de vastes relevés de galaxies proches où les étoiles et le gaz peuvent être étudiés simultanément à haute résolution.

Alors, comment parvenir à une description complète des disques de galaxie, depuis les débuts de l'Univers jusqu'à aujourd'hui ? Tout d'abord, les simulations cosmologiques offrent une perspective en termes d'histoires d'accrétion raisonnables au cours du temps cosmique. Deuxièmement, les simulations de galaxies individuelles peuvent approcher le milliard de particules, ce qui est beaucoup plus important que pour les analogues cosmologiques, et permet de suivre les processus stellaires et gazeux à une résolution beaucoup plus élevée. Mais ces simulations ne sont utiles que dans la mesure où elles peuvent être reliées aux observations à toutes les époques. En plus de la suite actuelle d'instruments, de nombreux nouveaux relevés seront bientôt mis en ligne, notamment ELT, Rubin, Roman, Euclid, WEAVE, ESO 4MOST et MOONS pour l'inventaire stellaire, et de nouveaux relevés radio (par exemple ASKAP, LOFAR, MeerKAT) pour les phases gazeuses.

Le but de cet atelier est de réunir des étudiants, des post-docs et des chercheurs plus expérimentés travaillant sur l'étude de l'évolution de la Voie Lactée, ainsi que des galaxies à disque à différents décalages vers le rouge, afin d'échanger sur les découvertes les plus récentes dans nos domaines, de tracer des voies communes d'évolution des galaxies à disque, et d'identifier les points les plus critiques qui doivent encore être abordés.

Programme scientifique préliminaire

Introduction
Session 1 : Observation des disques : étoiles
* Voie Lactée (e.g. Gaia)
* Galaxies proches (e.g. MUSE)
* Galaxies lointaines (e.g. JWST)
Session 2 : Observation des disques : gaz
* Voie Lactée (e.g. ASKAP)
* Galaxies proches, analogues de la Voie Lactée (e.g. MUSE)
* Galaxies lointaines (e.g. ALMA, SINFONI)
Session 3 : Simulations numériques
* Zoom-in cosmologique(e.g. FIRE, CLUES)
* Galaxies isolées - analogues de la Voie Lactée (e.g. AGAMA/RAMSES)
* Modèles dynamiques (par exemple DYNAMITE)
* Modèles chimio-dynamiques (par exemple Besancon, Galaxia)
Conclusions

Nous donnons ci-dessous une liste d'orateurs pressentis (mais pas encore contactés) qui concerne exclusivement post-doctorants et chercheurs experimentés.

E. Poggio (postdoctorante, OCA Nice)
S. Khoperskov (postdoctorant, AIP Potsdam)
F. Pinna (postdoctorante, MPIA Heidelberg)
M. Haywood (chercheur, GEPI)
P. Bonifacio (chercheur, GEPI)
A. Hallé (chercheuse, LERMA)
F. Combes (chercheuse, LERMA)
V. de Lapparent (chercheuse, IAP)
H. Atek (chercheur, IAP)
R. Drimmel (chercheur, INAF Torino)
G. Kordopatis (chercheur, OCA Nice)
N. Forster-Schreiber (chercheuse, MPE Garching)
M. Lehnert (chercheur, CRAL Lyon)
F. Fragkoudi (chercheuse, Durham University)
F. Renaud (chercheur, Lund Observatory)
K. Kralljic (chercheuse, OAS Strasbourg)
G. van de Ven (professeur, University of Vienna)

Centre de Conférences Jules Janssen

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