The Local Interstellar Medium: test region and foreground.
Le Milieu Interstellaire Local: région test et avant-plan.
Résumé
The three-dimensional distribution of the interstellar matter (or interstellar medium, ISM) in the Galaxy is a very general tool not yet really developed today, a major reason being the difficulty of estimating distances to complexes, what will change soon thanks to the Gaia mission. Indeed the determination of the cloud distances resorts to the absorption measurements method along lines-of-sight toward the stars, and so requires the values of their distance, which will be precisely measured by Gaia. One of the methods allowing to estimate the tree-dimensional structure of the ISM is the inversion of the absorbant columns of gas and dust measured toward a big number of stars situated at different distances and in different directions. The work presented in this thesis contributes to the constitution of the databases necessary for this method, for the nearby interstellar medium, for the study of the results of these inversions, as well as the links between different tracers of the interstellar matter. This is placed in the prospect of the advances which will be allowed in this area thanks to Gaia and the programs supporting the mission. The title of this thesis refers in this sense to the uses of the cartographies of the nearby ISM as test of the inversion tools which must be developped toward the largest scales in the context of the mission, and moreover to the uses of the maps as supports for the determination of stellar parameters, providing constraints on the reddening when it cannot be infered in an independent way by the spectroscopic observations. A first part relates the acquisition and the analysis of spectroscopic data, particularly with the correction of telluric lines and the extraction of the informations from the neutral sodium NaI and the CaII ion interstellar lines. A second part presents the whole results. A third part is dedicated to the 3D distributions obtained by inversion of the database and to the search of links between nearby dense clouds reconstructed in three dimensions and the radio emission measurements by HI and CO. A fourth part is a preliminary study of the analysis of spectroscopic surveys as a support for Gaia. A first section is the study of the uncertainties due to the saturation of the interstellar lines of neutral sodium for the distant stars and the potential methods to reduce them. A second part is dedicated to the extraction of two diffuse interstellar bands and to the study of their correlation with the other tracers, as well as the interpretations of anormal values in these diffuse bands. The first goal of these studies is the search of an evaluation of the extinction independant of the photometric measurements of Gaia, for the distant objects.
La distribution tridimensionnelle de la matière interstellaire (ou milieu interstellaire, MIS) dans la Galaxie est un outil très général encore peu développé aujourd'hui, une raison majeur étant la difficulté d'estimer les distances aux complexes nuageux, une situation qui va changer très prochainement grâce à la mission Gaia. En effet, la détermination des distances aux nuages fait appel à la technique des mesures d'absorption le long des lignes de visée vers les étoiles, et donc requiert les valeurs de leurs distances, lesquelles seront précisément mesurées par Gaia. Une des techniques permettant d'estimer la structure 3D du MIS est l'inversion des colonnes absorbantes de gaz et de poussière mesurées vers un grand nombre d'étoiles situées à différentes distances et dans différentes directions. Le travail présenté dans cette thèse contribue à la constitution des bases de données nécessaires à cette technique, pour le milieu interstellaire proche, à l'étude des résultats de ces inversions, ainsi qu'aux liens entre différents traceurs de la matière interstellaire. L'ensemble se place dans la perspective des avancées qui seront permises en ce domaine grâce à Gaia et aux programmes en support à la mission. Le titre de cette thèse fait en ce sens référence aux utilisations des cartographies du MIS proche comme test des outils d'inversion qui doivent être développés vers les plus grandes échelles dans le contexte de la mission, et d'autre part aux utilisations des cartes comme supports à la détermination des paramètres stellaires, en fournissant des contraintes sur le rougissement lorsque celui-ci ne peut être déduit de façon indépendante par les observations spectroscopiques. Une première partie concerne l'acquisition et l'analyse de données spectroscopiques, avec en particulier la correction des raies telluriques et l'extraction des informations sur les raies interstellaires du sodium neutre NaI et du calcium ionisé CaII. Une deuxième partie présente l'ensemble des résultats. Une troisième partie est consacrée aux distributions 3D obtenues par inversion de la base ainsi augmentée, et à la recherche de liens entre les nuages denses proches reconstruits en 3D et les mesures d'émission radio par HI et CO. Une quatrième partie est une étude préparatoire aux analyses des relevés spectroscopiques en support à Gaia. Un premier volet est l'étude des incertitudes liées à la saturation des raies interstellaires du sodium neutre pour les étoiles distantes et aux méthodes potentielles pour les réduire. Un second volet est consacré à l'extraction de deux bandes interstellaires diffuses et à l'étude de leur corrélation avec les autres traceurs, ainsi qu'aux interprétations des valeurs anormales de ces bandes diffuses. Le but premier de ces études est la recherche d'une évaluation de l'extinction indépendante des mesures photométriques de Gaia, pour les objets distants.