Galactic stellar halos

emeric bron — 2026-06-17T13:38:01Z

Résumé

Cet atelier est le troisième d'une série que nous avons rebaptisée « Série Octobre à Paris » et que nous organisons depuis 2023 (avec un atelier intitulé « Recherche sur la Voie lactée : relier le champ proche et le champ lointain ») puis en 2025 (avec un atelier intitulé « ALMA, JWST, Gaia – le lien avec la Voie lactée »). Comme chaque année, nous veillerons à assurer une participation équilibrée des institutions, du personnel permanent et non permanent, ainsi que des femmes et des hommes.

Alors que ces deux premiers ateliers étaient consacrés à la formation et à l'évolution des disques dans des galaxies similaires à la nôtre, nous souhaitons cette année réunir la communauté des chercheurs qui travaillent sur les composants les plus anciens et les plus pauvres en métaux des galaxies à disque, c'est-à-dire leurs halos stellaires.

Justification scientifique

Les halos stellaires des galaxies, et en particulier celui de la Voie lactée, constituent un ensemble hétérogène de différents systèmes : vestiges d'accrétion et de fusions de galaxies satellites, amas globulaires, queues de marée, galaxies naines, galaxies dites « ultra-faibles », et peut-être une composante résultant de l'effondrement initial survenu juste après le Big Bang. Il s'étend sur au moins 300 kpc mais ne représente que moins de 1 % de la masse stellaire de la Voie lactée. Sa faible densité et sa taille en font un sujet d'étude difficile, mais il n'en reste pas moins essentiel pour comprendre comment des galaxies comme la nôtre ont vu le jour, et constitue un test précieux pour le modèle Lambda CDM de la formation des structures dans notre univers.
La théorie prévoit que les halos de galaxies telles que la Voie lactée se forment par l'assemblage de sous-halos plus petits, ces derniers étant les plus nombreux. En règle générale, dans une galaxie comme la Voie lactée, on s'attend à ce que le halo soit le résultat de deux ou trois fusions majeures (avec un rapport de 1/3 ou plus entre le halo de notre galaxie et le sous-halo).

Le halo de notre Galaxie constitue donc un test pour le scénario Lambda-CDM, et grâce à l'arrivée de nouvelles données (Gaia, APOGEE, DESI, bientôt WEAVE, 4MOST, etc.), son exploration a commencé, révélant une multitude de structures. Elle a notamment montré que la Voie lactée a bel et bien subi au moins une fusion majeure, baptisée « Gaia Sausage Enceladus ». Cela a également permis de découvrir des dizaines de « queues de marée » laissées par des amas globulaires, et de mesurer les profils de matière noire dans les galaxies naines satellites de la Voie lactée.

Les simulations numériques ne sont pas en reste et s'efforcent de produire des modélisations de plus en plus réalistes des galaxies et de leur environnement, comme le Groupe local, en intégrant une description de plus en plus détaillée de la physique baryonique dans un contexte cosmologique.

La comparaison entre les observations et ces simulations a pour objectif de répondre aux questions suivantes, dont la liste n'est pas exhaustive : quelle a été l'histoire de la formation du halo de notre Galaxie ? Combien de fusions majeures ont contribué à sa formation ? Quelle est l'histoire de la formation du système d'amas globulaires de la Voie lactée ? Existe-t-il une composante « in situ » du halo, formée lors d'une phase d'effondrement primordial ? En quoi l'histoire du Groupe local a-t-elle influencé la formation du halo de notre Galaxie ? Existe-t-il une différence entre le halo stellaire de notre Galaxie et ceux des galaxies extérieures ?

Programme préliminaire

– Chervin Laporte, CPJ (LIRA, Paris Obs)
– Misha Haywood, permanent (LIRA, Paris Obs)
– Pierre Boldrini, postdoc (LIRA, Paris Obs)
– Paola Di Matteo, permanent (LIRA, Paris Obs)
– Ewould Wempe, postdoc (LIRA, Obs de Paris)
– Jonathan Bland Hawthorn, permanent (University of Sydney)
– Giulia Pagnini, postdoc (Obs de Strasbourg)
– Alice Mori, PhD student (University of Florence)
– Nicolas Martin, permanent (Observatoire de Strasbourg)
– Rodrigo Ibata, permanent (Observatoire de Strasbourg)
– Salvatore Ferrone, postdoc (Obs de Strasbourg)
– Vanessa Hill, permanent (Obs de la Côte d'Azur)
– Georges Kordopatis, permanent (Obs de la Côte d'Azur)
– Eline Tolstoy, permanent (Groningen)
– Vasily Belokurov, permanent (IoA, Cambridge)
– Sergey Khoperskov, postdoc (AIP, Potsdam)
– Alis Deason, permanent (Durham University)
– Sarah Pearson, permanent (University of Copenhagen)
– Matthew Orkney, postdoc (University of Barcelona)
– Eduardo Vitral, postdoc (University of Edimburgh)
– Jorge Penarrubia, permanent (University of Edimburgh)
– Stefania Salvadori, permanent (University of Florence)
– Giuseppina Battaglia, permanent (IAC, Tenerife)
– Daniel Horta, postdoc (University of Edimburgh)
– Carme Gallart, permanent (IAC, Tenerife)
– Rohan Naidu, NASA Hubble fellow (MIT, USA)
– Ricardo Schiavon, permanent (Liverpool John Moores University)
– Antonino Milone, permanent (University of Padua)
– Oscar Agertz, permanent (Lund UNiversity)
– Florent Renaud, permanent (Obs de Strasbourg)
– Claire Guillaume, PhD student (Obs de Strasbourg)

Centre de Conférences Jules Janssen

Galactic stellar halos

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