Histoire de (l’efficacité de)
la formation d’étoiles dans l’Univers
Damien Le Borgne - Séminaire multi-échelles AIM - 07/03/06
Quelques questions simples
Quoi ? (l’efficacité c’est quoi au juste ?)Comment ? (mesure du SFR sur des échelles cosmologiques)Quand ? (à quel redshift ? Observations et Modèles)Où ? (effets d’environnement ? types spectraux ?)
QUOI ?Peut-on mesurer l’efficacité de formation d’étoiles à grand redshift? ...pas vraiment sans ALMA (CO)... mais à défaut :
SFR : M*/an. Proportionnel à la masse (en gaz) de la galaxie, pour une efficacité donnéeSFE=SFR/Mgaz ≠ SSFR=SFR/M*
b=SFR/<SFR> ~ SFR / (2M*/tvie)PB: SFR dépend de l’efficacité et de la quantité de gaz disponible (=> apport de gaz ? à quel rythme ?... : hypothèse sur l’âge d’une galaxie)
Comment ?Mesure de SFR
modèles par synthèse spectrale (photométrie dans l’UV ou le bleu)
calibration (OII, Halpha, IR, radio)
inversion (MOPED, etc.)
Mesure de M*
histoire de formation d’étoiles (M/LK)
IMF
QUAND ? (à quel redshift ?)
compilation: Hopkins et al 2004,2006
Observations : Diagramme de Lilly / Madau
ρ*(z) (Msun/yr/Mpc3)
Gemini Deep Deep Survey,Juneau et al 2005
Madau 1996
Bell et al. 2005
b=SFR/<SFR> ~ SFR / (2M*/tvie)
QUAND ? (à quel redshift ?)
10 Gyr
1 Gyr
(Autre façon de voir)
Gemini Deep Deep Survey,Juneau et al 2005
“Downsizing”
Modèles : SFR(z) = eff(z) x Mgaz(z)ou loi de Schmidt ? (SFR = eff x gazα, avec α≈1.3)
Mgaz(z) : “closed box” model, “infall” ou mergingeff(z) : - eff(z)=cte : SFR= A * Mgaz- eff=f(type de Hubble) ad hoc (“monolithique”)- efficacité proportionnelle à 1/tdyn, croissante avec z- efficacité = C x (Msmall/Mbig) (“hiérarchique”)
QUAND ? (à quel redshift ?)
Deux approchesHiérarchique
Somerville et al 2001 (SAM): l’efficacité doit augmenter avec le redshift (merging ou 1/tdyn ?)
Rasera & Tessier 2006 (hydro):
“Monolithique”: zform>5early types (elliptiques) : grande efficacité, petite échelle de temps
late types (spirales) : petite efficacité, grande échelle de temps
=> Couleurs à z=0, comptages profonds, zphot
(Gyr-1)
t*=1.5-3 Gyr
Où ? Effets d’environnement/morphologie : plus efficace dans les mergers ? (Young et al 1999)
Séquence de Hubble ? (paramètres=efficacité et tchute)
“bimodalité”: formation d’étoiles quasi inexistante dans les galaxies sphéroidales = pas de gaz (vents ?) ou efficacité petite ?
Mergers
effica
cité
“modes” de formation d’étoiles
Le Borgne et al 2006
Galaxies “post-Starburst” : HDS
Continue ou avec sursauts épisodiques (car fusions, interactions, ou instabilités) ?
Histoires détaillées
Post-starburst
Elliptiques
Spirales
Le Borgne et al 2006
ConclusionsEn attendant mieux, on modélise SFR=eff(z).Mgaz(z)mais on observe SSFR=SFR/M*
Les simulations cosmologiques et l’approche “monolithique” suggèrent une efficacité moyenne plus grande à grand redshift. Efficacité “moyenne” 1/eff=t* ≈ 1-5 Gyr ? (Dépendente du type, et du redshift ?)
Le mode de formation d’étoiles (quiescent ou sursauts) est encore mal connu. Signes de formation par sursauts importants dominants à grand z. Les fusions de galaxies augmentent l’efficacité ?