Je propose cette année en codirection avec P. Cruzalèbes un sujet de thèse sur la formation de poussières au sein des étoiles évoluées. Les candidatures sont ouvertes à partir de maintenant !

Description du sujet

Les étoiles évoluées, qu’elles soient de faible masse (AGB) ou de plus grande masse (supergéantes rouges et bleues, Wolf-Rayet), produisent de grandes quantités de molécules et de poussières qui sont les briques élémentaires des générations futures de systèmes stellaires. Malgré l’importance de ces poussières dans le recyclage de la matière des galaxies, la manière exacte dont elles se forment autour des étoiles évoluées reste en grande partie une énigme. Notamment, la nucléation des grains de poussières est encore très mal comprise, du fait qu’elle se passe très proche de l’étoile centrale. Cette proximité a jusqu’à présent empêché d’étudier en détail la zone de formation de poussières à cause de la trop faible résolution angulaire des instruments au sol, ou de la trop mauvaise qualité des images obtenues avec des interféromètres optiques. MATISSE, le nouvel instrument du Very Large Telescope Interferometer (VLTI) s’ouvre à la communauté des astronomes en 2019, avec de grandes promesses de résultats scientifiques. Le travail préparatoire a permis de démontrer la puissance de l’instrument pour la caractérisation de la formation de poussières et de molécules autour des étoiles évoluées. En effet, MATISSE aura accès directement aux zones de formation des poussières, et réalisera des images de qualité inégalée pour un interféromètre. L’étudiant en thèse participera au programme d’observation de « temps garanti » de l’instrument (GTO) sur les étoiles évoluées, dont les observations démarrent en Mars 2019, et interprétera les données obtenues à l’aide de modèles 1D et 3D de ces étoiles.

Description of the thesis

Evolved stars, be they of low mass (AGB) or of higher mass (red and blue supergiants, Wolf-Rayet), produce high quantities of molecules and dust that are building blocks for the future generations of stellar systems. Notwithstanding the importance of these dust grains in the galactic matter recycling, how exactly they form around evolved stars remains largely a mystery. In particular, the dust grain nucleation is still poorly understood, due to the fact that it happens very close to the central star. This closeness has so far prevented us to study in detail the dust forming region, because of the too low angular resolution of the ground-based instruments, or the too poor quality of the images obtained with the optical interferometers. MATISSE, the new instrument of the Very Large Telescope Interferometer (VLTI) is opened in 2019 to the astronomical community, with big promises of scientific outcomes. The preparatory work has enabled us to show the power of the instrument to characterise the molecules and dust formation around evolved stars. Indeed, MATISSE will have direct access to the dust forming regions, and produce images with unrivalled quality for an interferometer. The PHD student will participate to the « Guaranteed Time » observation programme (GTO) of the instrument on evolved stars, with observations starting in March 2019, and will interprete the acquired data by means of 1D and 3D models of these stars.