Study of chemical properties of kinematical groups of the galactic disk. Automatic method of determination of stellar atmospheric parameters.
Étude des propriétés chimiques des composantes cinématiques du disque galactique. Méthode de détermination automatique des paramètres stellaires.
Résumé
The study of stellar populations of the Milky Way makes possible the study of the history of its formation and its evolution. Thus, the work presented here constitutes an additional step in our aim to better understand the origin of the galactic disk. The compilation of chemical and kinematics data and the identification of the kinematics groups enabled us to establish an inventory of fixtures of our knowledge on the relations between chemical abundances and the kinematics of the thin disk and the thick disk. From significant samples, we confirm some of their properties already observed, and clarify more discussed points and finally report new observational facts. However, our study is based only on several hundreds of stars located in our solar vicinity. This is why it was developed TGMETalpha, an automatic method, based on the comparison of observed spectra with a grid of synthetic spectra. This, in the way to determine the atmospheric parameters Teff, logg, [Fe/H] and [alpha/Fe] for large samples of spectroscopic data at low and high resolution. Thus, TGMETalpha gives the perspective to probe more deeply in the galactic plane. That was done thanks to the SDSS, DR3, spectroscopic catalogue which contains several thousands of objects located far from the galactic plane. In particular between 1 and 3 kpc, where the thick disk is the dominant stellar population. That made it possible to study the properties of the thick disk in relation to a stellar population representative of the halo. Several properties of the thick disk and the halo have been checked and of new observational facts were highlighted, in particular, the existence of a strong radial negative gradient, in the thick disk. This fact has never been shown before. This new strong constraint indicates that the production of alpha elements compared to those of iron was more effective in the central regions of the Galaxy than in the external regions. This new fact must be absolutely taken into account in the next scenarios of formation of the galactic disk. Moreover the presence of accreted satellites debris seems to be highlighted, from their rotational velocity, their metallicity [Fe/H] and their [alpha/Fe] ratio, in the stellar population of the halo. To go further, TGMETalpha could be used to analyze a larger number of stars (for example from the DR5 sample, but also the SEGUE survey which is the extension of the SDSS, or the RAVE survey or from the future Gaia mission) and thus to analyze the properties of the thick disk, moving groups and accreted galaxy satellites.
L'étude des différentes populations d'étoiles de la Voie Lactée permet de décrire l'histoire de sa formation et de son évolution. Ainsi, le présent travail de thèse constitue une étape supplémentaire dans notre volonté de mieux comprendre l'origine du disque galactique. La compilation de données chimiques et cinématiques et l'identification des groupes cinématiques nous a permis d'établir un état des lieux de nos connaissances sur les relations entre les abondances chimiques et la cinématique du disque mince et du disque épais. A partir d'échantillons significatifs, nous avons pu confirmer certaines de leurs propriétés déjà observées, de mieux contraindre des points plus controversés et enfin de rapporter de nouveaux faits observationnels. Cependant notre étude n'est basée que sur plusieurs centaines d'étoiles situées dans notre voisinage solaire. C'est pourquoi il a été mis au point TGMETalpha, une méthode automatique, dite de ''distance minimum'', basée sur la comparaison de spectres observés avec une grille de spectres synthétiques, permettant de déterminer les paramètres atmosphériques tels que Teff, logg, [Fe/H] et surtout [alpha/Fe] pour de grands volumes de données spectroscopiques à basse et haute résolutions. TGMETalpha offre ainsi la possibilité de sonder beaucoup plus loin de part et d'autre du plan galactique. Cela a été en partie réalisé grâce au catalogue d'étoiles du SDSS, DR3, qui contient plusieurs milliers d'objets situés loin du plan galactique. Notamment entre 1 et 3 kpc, là où le disque épais est la population dominante. Cela a permis d'étudier les propriétés du disque épais en relation avec une population représentative du halo. Certaines propriétés du disque épais et du halo ont pu être vérifiées et de nouveaux faits observationnels ont été mis en évidence, notamment, l'existence d'un gradient radial négatif, significatif, dans le disque épais, ce qui n'avait jamais été montré auparavant. Cette nouvelle contrainte forte indique que la production des éléments alpha par rapport au fer a été plus efficace dans les régions centrales de la galaxie que dans les régions externes. Ce nouveau fait doit être absolument pris en compte dans les prochains scénarios de formation du disque. De plus la présence de débris de galaxies satellites semble être mise en évidence, à partir de leur vitesse de rotation, de leur métallicité [Fe/H] et de leur rapport [alpha/Fe], dans la population du halo, à |z|> 8 kpc. Pour aller plus loin, TGMETalpha pourrait être utilisé pour analyser un plus grand nombre d'étoiles (par exemple à partir du DR5 mais aussi du survey SEGUE qui est l'extension du SDSS, ou encore du survey RAVE ou Gaia) et ainsi analyser les propriétés du disque épais, du halo mais aussi de nombreux ''moving groups'' comme des reliquats de galaxies satellites.
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