Prix européens : à deux chercheuses de l’Observatoire de Paris

Par sa méthode de détection, Elisabetta Caffau a pu reconnaître parmi les innombrables spectres à basse résolution du relevé spectroscopique « Sloan Digital Survey », quelques étoiles extrêmement pauvres en métaux. Et grâce à cet outil très efficace, elle a découvert en 2011 l’étoile la plus primitive actuellement connue SDSS J1029+1729 et a déterminé sa composition chimique. La découverte d’une étoile ayant une abondance extrêmement faible de tous les éléments du carbone au zinc, est une clé pour comprendre la formation des étoiles et des éléments chimiques dans les premières étapes de l’histoire de la Voie lactée. Le travail a été mené au département Galaxie Etoiles Physique et Instrumentation GEPI de l’Observatoire de Paris, à l’Université de Heidelberg et à l’observatoire Landessternwarte Königstuhl.

Après plusieurs années d’enseignement dans des écoles secondaires en Italie, Elisabetta Caffau a préparé et soutenu une thèse de doctorat en astrophysique en 2009 à l’Observatoire de Paris. Elle a occupé un poste de chercheur dans cet établissement, pendant un an, puis a obtenu une allocation de recherche pour trois ans au centre d’astronomie de l’université de Heidelberg (Allemagne). Elle a collaboré au calcul de modèles hydrodynamiques d’atmosphères d’étoiles, permettant d’obtenir des abondances précises des éléments chimiques. Par exemple, elle a déterminé pour la première fois l’abondance en phosphore d’une vingtaine d’étoiles dans le disque de notre galaxie.

Suzy Collin-Zahn s’est intéressée aux noyaux actifs de galaxies au moment où ce sujet prenait son essor lors de la découverte des quasars dans les années 1960. Elle a contribué à leur étude avec l’équipe dynamique qu’elle a animée pendant de nombreuses années à l’Observatoire de Paris. Elle a compris, la première, que les émissions étaient excitées par le rayonnement d’une source centrale et qu’elles devaient varier rapidement. Le suivi de ces évolutions permet maintenant de déterminer la masse du trou noir géant central ainsi que la structure des régions environnantes. La chercheuse s’est ensuite intéressée au disque de matière (« accrétion ») qui permet au gaz de parvenir au trou noir supermassif, en produisant la radiation émise. Elle a montré, entre autres, que dans certains cas de noyaux actifs, dont la luminosité atteint la limite maximum permise, le trou noir doit absorber la matière à un rythme plus important que ne l’indique sa luminosité (accrétion dite « super-Eddington »). A l’opposé, Suzy Collin a montré que si la luminosité est faible des étoiles peuvent se former dans les régions externes gravitationnellement instables du disque. Ce qui expliquerait la présence d’étoiles jeunes au voisinage du trou noir supermassif de certaines galaxies et près du trou noir central de la Voie lactée : elles s’y seraient formées au cours d’un épisode d’activité, il y a quelques millions d’années.

Suzy Collin-Zahn s’est illustrée à travers ses recherches, par son enseignement et ses actions de vulgarisation de la science. Elle est actuellement astronome honoraire au Laboratoire Univers et Théorie LUTH à l’Observatoire de Paris.