Actions 2021

The observational data gathered by state-of-the-art astrophysical facilities provide our primary source of information towards a better understanding of the impact of the interstellar medium physics and chemistry on high redshift galaxies, on star and planet formation in the Milky Way, or on life emergence. Opening up new regions of discovery space through increased sensitivities, angular and spectral resolutions, polarimetry, survey speeds, multi-wavelength multi-carriers studies is essential to understand these fundamental question of astrophysics.

This 4-day workshop aims first at mobilizing the community on the observatories under construction or evolution and on long-term research and development activities, both for ground and space observatories. It also aims at defining the scientific challenges of PCMI community within the next 5-15 years to define the space of parameters to be explored and the associated observatory characteristics.

This international school will offer an overview of the observational constraints, the interpretative tools and the theoretical frameworks used for studying the interstellar medium in galaxies from the epoch of reionization to contemporary Universe. Furthermore, it aims to build a synergy between the Galactic and extragalactic ISM communities. Time will be devoted to discussion between participants and lecturers, with the hope of kick-starting original projects.

The current and future generations of instruments allow us to observe galaxies with spatial resolutions and sensitivities that could be achieved only in the Milky Way a mere decade ago. In addition, extragalactic environments, through the diversity of their physical conditions (metallicity, star formation activity, presence of an AGN, etc.), provide laboratories to benchmark gas and dust models across a wider range of parameters than can be accessed in the Milky Way. Finally, progress in data analysis (machine-learning and big data approaches) are progressively revolutionizing science. This school aims to prepare the next generation of astronomers for future paradigm shifts in our understanding of interstellar matter through cosmic time.

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Les hautes résolutions spatiales et spectrales de la dernière génération de télescopes (NOEMA, ALMA, JWST, SKA, VLTI, ELT) fournissent désormais des détails sans précédent sur la composition et la cinématique du gaz de l’effondrement des nuages moléculaires à la formation des systèmes planétaires. Pour bien interpréter la richesse et la diversité de ces nouvelles données observationnelles, il est primordial de développer une nouvelle génération de modèles couplant dynamique et chimie du gaz et des poussières. Au carrefour des simulations magnétohydrodynamiques et de la modélisation astrochimique, cela nécessite un effort pluridisciplinaire impliquant non seulement des modélisateurs mais aussi des observateurs, théoriciens et expérimentateurs travaillant sur la physique et la chimie du milieu interstellaire.

Cet atelier vise ainsi à favoriser les échanges entre interlocuteurs d’expertises différentes autour des problématiques suivantes :

  1. Où en est la modélisation chimie-dynamique ? Comment les modèles actuels se comparent-ils aux observations ?
  2. Quels sont les paramètres critiques à développer : couplage dynamique des poussières et du gaz, croissance des poussières, composition des poussières, impact de la fraction d’ionisation sur le couplage du champ magnétique avec le gaz, la turbulence du gaz, le transfert de moment angulaire ? Quelle est l’influence de la chimie sur la formation stellaire et planétaire ?
  3. Quels sont les défis restants ? Quels sont les principaux processus physiques ou chimiques actuellement manquants ? Comment les expériences de laboratoire pourraient-elles aider à contraindre les simulations ?

In this workshop, we aim at gathering observers, modelers and chemical-physicists and discuss how recent advances in observational capabilities, model development, and experimental and theoretical studies of the key microphysical processes can shed a new light on our knowledge of the ionization fraction in the interstellar medium.