Testing the chemical tagging technique with Open Clusters
Test de la technique de marquage chimique avec des amas ouverts
Résumé
Context. Stars are born together from giant molecular clouds and, if we assume that they were
chemically homogeneous and well-mixed, we expect them to share the same chemical composition.
Most of the stellar aggregates are disrupted while orbiting the Galaxy and the dynamic information
is lost, thus the only possibility to reconstruct the stellar formation history is to analyze the chemical
abundances that we observe today.
Aims. The chemical tagging technique aims to recover disrupted stellar clusters based merely on
their chemical composition. We evaluate the viability of this technique to recover conatal stars that are
not gravitationally bound anymore.
Methods. We built a high-quality stellar spectra library to facilitate the assessment of spectral
analyses. We developed our own spectral analysis framework, named iSpec, capable of homogeneizing
stellar spectra and deriving atmospheric parameters/chemical abundances. Finally, we compiled
stellar spectra from 32 Open Clusters, homogeneously derived atmospheric parameters and 17 abundance
species, and applied machine learning algorithms to group the stars based on their chemical
composition. This approach allows us to evaluate the viability of the chemical tagging technique.
Results. We found that stars in dierent evolutionary stages have distinguished chemical patterns
may be due to NLTE eects, atomic diusion, mixing and correlations from atmospheric parameter
determinations. When separating stars per evolutionary stage, we observed a high degree of overlapping
among Open Cluster’s chemical signatures, making it dicult to recover conatal aggregates by
applying the chemical tagging technique.
Keywords : spectroscopy, open clusters, chemical abundances, stars, Galaxy.
Contexte. Les étoiles naissent ensemble dans des nuages moléculaires géants. Si nous faisons
l’hypothèse qu’ils étaient à l’origine chimiquement homogènes et bien mélangés, nous nous attendrions
à ce que les étoiles issues d’un même nuage aient la même composition chimique. La plupart des
groupes d’étoiles sont perturbés lors de leur évolution dans la galaxie et l’information dynamique est
perdue. Ainsi la seule possibilité que nous ayons de reconstruire l’histoire de la formation stellaire est
d’analyser les abondances chimiques que l’on observe aujourd’hui.
But. La technique de marquage chimique a pour but de retrouver les amas d’étoiles dissociés en ce
basant uniquement sur leur composition chimique. Nous évaluons la viabilité de cette technique pour
retrouver les étoiles qui sont nées dans un même amas mais qui ne sont plus gravitationnellement liées.
Méthodes. Nous avons créé une librairie de spectres stellaires de haute qualité afin de faciliter
l’évaluation des analyses spectrales. Nous avons développé notre propre outil d’analyse spectrale,
nommée iSpec, capable d’homogénéiser les spectres stellaires venant de tous types d’instruments et
de dériver les paramètres atmosphériques et les abondances chimiques. Finalement, nous avons compilé
des spectres stellaires d’étoiles de 32 amas ouverts, nous avons dérivé de façon homogène les
paramètres atmosphériques et les abondances de 17 espèces, et nous avons utilisé des algorithmes
d’apprentissage automatique pour grouper les étoiles en se basant sur leur composition chimique.
Résultats. Nous avons trouvé que les étoiles à des étapes d’évolution diérentes ont des motifs
chimiques distincts qui peuvent être dus à des eets NLTE, de diusion atomique, de mélange et de
corrélation à partir des déterminations de paramètres atmosphériques. Quand nous séparons les étoiles
suivant leur stade d’évolution, nous observons qu’il y a un important degré de recouvrement dans la
détermination des signatures chimiques des amas ouverts. Ceci rend dicile de retrouver les groupes
d’étoiles nées ensemble en utilisant la technique de marquage chimique.
Mots-clefs : spectroscopie, amas ouverts, abondances chimiques, etoiles, Galaxie.