Mon mémoire en 400 mots: Dominic Couture

Dominic Couture, étudiant à l’iREx à l’Université de Montréal, a soumis son mémoire de maîtrise en septembre 2019. Il résume ici le projet de recherche qu’il a mené dans le cadre de sa maîtrise.

Dominic Couture. (Crédit: É. Artigau)

Formées à la même époque par l’effondrement d’un nuage moléculaire unique, les associations locales jeunes sont des groupes d’étoiles situées dans le voisinage solaire partageant une cinématique et un âge communs, et dont la plupart des membres sont des étoiles naines M de faible masse. Ce sont des laboratoires idéaux pour l’étude des dernières étapes de la formation stellaire ou la découverte d’exoplanètes par imagerie directe. L’association β Pictoris est l’une des associations les plus jeunes et rapprochées du Soleil, faisant d’elle une cible de choix des astronomes. Toutefois, l’âge de cette association demeure incertain : les âges obtenus avec les méthodes des isochrones et de la limite d’épuisement du lithium (≥ 24 Ma) sont incohérents avec les âges cinématiques trouvés par retracement à l’origine (≥ 12 Ma), une méthode consistant à retracer le parcours des étoiles de l’association à l’aide de leur cinématique complète (position et vitesse) afin de trouver l’époque où la taille de l’association était minimale, soit l’époque de la formation stellaire.

Dans mon mémoire de maîtrise, je présente une nouvelle méthode numérique, appelée « Traceback », permettant de trouver un âge cinématique d’une association par retracement à l’origine à partir des données du catalogue Gaia DR2. À l’aide de simulations, la précision théorique maximale de la méthode, qui dépend du nombre d’objets dans l’association et de leur dispersion en position initiale, est calculée, puis deux facteurs importants biaisant la méthode vers des âges trop jeunes sont caractérisés, soit le biais dû aux erreurs de mesures (≥ 4,5 Ma) et un biais moyen de 0,5 km/s sur les mesures de vitesse radiale dû au décalage vers le rouge gravitationnel (≥ 1,8 Ma). En appliquant cette méthode à un échantillon de 46 membres confirmés de l’association β Pictoris, je trouve un âge cinématique corrigé de 17 à 19 Ma en me servant des indicateurs d’âge suivants : la déviation absolue de la médiane, une mesure de l’étendue de l’association résiliente aux données déviantes, et la covariance X-U entre la position X (vers le centre galactique) et la vitesse U correspondante. Je démontre également que l’usage d’un arbre couvrant de poids minimal, un type de graphe permettant de relier tous les sommets d’un ensemble en minimisant la longueur totale des arêtes, n’apporte aucun avantage.