Assas Recherche | Cartographier les fluctuations de brillance des galaxies de la 2D à la 3D : faisabilité de l'interprétation des données à venir

Cartographier les fluctuations de brillance des galaxies de la 2D à la 3D : faisabilité de l'interprétation des données à venir (Document en Anglais, Français)

Accès au(x) document(s)

Accéder au(x) document(s) :

http://www.theses.fr/2023AIXM0496/abes

Ce document est protégé en vertu du Code de la Propriété Intellectuelle.

Modalités de diffusion de la thèse :

Thèse consultable sur internet, en texte intégral.

Informations sur les contributeurs

Auteur : Gkogkou Athanasia

Gkogkou, Athanasia

Nom

Gkogkou

Prénom

Athanasia

Nationalité

Date de soutenance : 27-11-2023

Directeur(s) de thèse : Lagache Guilaine

Lagache, Guilaine

Nom

Lagache

Prénom

Guilaine

- Bethermin Matthieu

Bethermin, Matthieu

Nom

Bethermin

Prénom

Matthieu

Etablissement de soutenance : Aix-Marseille

Aix-Marseille

Nom

Aix-Marseille

Laboratoire : Laboratoire d'Astrophysique de Marseille (LAM)

Laboratoire d'Astrophysique de Marseille (LAM)

Nom

Laboratoire d'Astrophysique de Marseille (LAM)

Ecole doctorale : École Doctorale Physique et sciences de la matière (Marseille)

École Doctorale Physique et sciences de la matière (Marseille)

Nom

École Doctorale Physique et sciences de la matière (Marseille)

Informations générales

Discipline : Physique et sciences de la matière. Astrophysique et cosmologie
Classification : Astronomie, cartographie, géodésie

Mots-clés libres : Structures à grande échelle, Galaxies, Formation d'étoiles, Raies spectrales
Mots-clés :

Astrophysique
Spectroscopie astronomique
Structure à grande échelle (astronomie)
Décalage vers le rouge
Formation stellaire
Galaxies

Résumé : L'étude de l’évolution de la densité du taux de formation d’étoiles (SFRD) dans les galaxies est un champ de recherche clé pour toutes les questions majeures en astrophysique et en cosmologie. Les relevés de galaxies ont été largement utilisés pour retracer l’histoire de la formation d’étoile des galaxies jusqu'à un décalage vers le rouge d'environ z ~ 11. Cependant, ces études ne parviennent pas à capturer l'information complète en raison de la présence de multiples galaxies peu lumineuses et indétectables, en particulier à des z élevés. Pour compléter les relevés traditionnels, la technique dite d’«Intensity Mapping» (IM) est apparue comme une approche intéressante. Elle consiste à mesurer la distribution spatiale de l'émission collective des raies spectrales des galaxies et du milieu intergalactique. Le projet CONCERTO, qui utilise un spectromètre fonctionnant dans la gamme de fréquences 120-310 GHz a pour but de mesurer les fluctuations d'intensité de la raie [CII] provenant de sources à z>5. Ces mesures visent à retracer la formation d'étoiles en exploitant la corrélation étroite entre la raie [CII] et le taux de formation d’étoile dans les galaxies. CONCERTO mesure également en avant-plan les fluctuations d'intensité de la raie CO à z<2.5. L'objectif de ma thèse comprenait deux aspects principaux. Je me suis tout d’abord concentrée sur le développement et la validation de la simulation SIDES (Simulated Infrared Dusty Extragalactic Sky), qui joue un rôle important dans l'étude de la faisabilité de la mesure et de l'extraction d'informations physiques à partir de cartes et de cubes d'intensité. SIDES combine un catalogue de halo de matière noire dérivé d'une simulation cosmologique à N-corps avec des relations empiriques pour attribuer aux galaxies diverses propriétés physiques, comme par exemple le taux de formation d’étoile, l'émission du continuum et l'émission des raies (sub-)millimétriques telles que [CII] et CO. J'ai combiné SIDES avec la simulation cosmologique à N-corps d'Uchuu, ce qui a permis d'obtenir une grande zone simulée d'environ 120 degrés carrés. Le spectre de puissance est un estimateur précieux et fréquemment utilisé qui nous permet d'extraire des informations physiques des données d’IM simulées ou observées. Il quantifie la probabilité de rencontrer une paire de galaxies à une distance de séparation spécifique. J’ai quantifié et modélisé l'impact de la variance champ-à-champ sur le spectre de puissance des raies de [CII] et CO obtenu par CONCERTO, et d’autres expériences d’IM. Cette variance est une limitation importante qui peut influencer les quantités physiques résultantes que nous cherchons à obtenir. Le deuxième objectif de ma thèse était d'étudier et de valider les modèles existants utilisés pour interpréter le spectre de puissance du fond diffus infrarouge (CIB) et des raies. Ces modèles, collectivement connus sous le nom de "modèle de halo", visent à caractériser les fluctuations des émissions à toutes les échelles. Bien que ces modèles aient démontré un certain succès dans l'analyse des données d'observation (par exemple, les fluctuations du CIB observées par le satellite Planck), leur validation est devenue cruciale, en particulier avant de les utiliser pour interpréter les spectres de puissance des raies. A cette fin, j'ai utilisé ces modèles pour analyser les données de la simulation SIDES-Uchuu et j'ai découvert un écart d'environ 20% entre les valeurs des paramètres attendues et retrouvées. Ce résultat met en évidence des faiblesses dans la capacité des modèles de halo à extraire des données physiques précises. Je discute des sources potentielles de ces faiblesses. Enfin, je présente l'étude d'un nouveau signal, précédemment négligé, qui est produit par la forte corrélation entre les fluctuations de l’intensité de la raie CO et les fluctuations du CIB, et qui est un avant-plan supplémentaire au signal kSZ déjà insaisissable

Informations techniques

Type de contenu : Text
Format : PDF

Informations complémentaires

Entrepôt d'origine :

STAR : dépôt national des thèses électroniques françaises

Identifiant : 2023AIXM0496
Type de ressource : Thèse