Exploitation cosmologique du relevé XMM-LSS

Cosmological exploitation of the XMM-LSS survey

• Auteur / Autrice : Florian Pacaud
• Direction : Marguerite Pierre
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Astronomie et astrophysique
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Observatoire de Paris (1667-....)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Astronomie et astrophysique d'Île-de-France (Meudon, Hauts-de-Seine1992-....)
• Jury : Président / Présidente : James Bartlett
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Marguerite Pierre, Forman William, Jean-Paul Kneib, Nabila Aghanim, Alfonso Cavaliere
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Forman William, Jean-Paul Kneib

Mots clés

Mots clés contrôlés

Télescope spatial XMM-Newton

Astronomie des rayons X

Galaxies -- Amas

Noyaux actifs de galaxies

Cosmologie

Résumé

Le modèle généralement admis de formation hiérarchique des structures de l'univers prédit que les surdensités locales à petite échelle s'effondrent en premier puis fusionnent pour former des systèmes de plus en plus larges. Dans ce contexte, les amas de galaxies sont les structures les plus massives à avoir atteint l'équilibre et, à ce titre, fournissent de fortes contraintes cosmologiques, indépendantes et quasi-orthogonales à celles déduites du fond diffus cosmologique et des supernovae. La détection de ces systèmes via l'émission X du gaz intra-amas permet d'assembler de larges échantillons faiblement contaminés et constitue à ce jour la méthode de sélection la plus robuste. Le relevé XMM-LSS entend cartographier 64 deg2 du ciel avec XMM-Newton, le satellite X le plus sensible jamais construit, afin de constituer un échantillon sans précédent de plusieurs centaines d'amas jusqu'à z=1 et plusieurs dizaines de milliers de noyaux actifs de galaxies (AGN). Cette thèse présente un ensemble de méthodes développées afin de sélectionner les sources étendues et les AGNs dans les données XMM, ainsi que des outils d'analyse détaillée pour les amas détectés. Les résultats obtenus avec les 5 premiers degrés carrés du relevé sont ensuite retracés: d'abord les propriétés de l'échantillon d'AGNs et l'analyse de leur corrélation angulaire; puis, les implications de l'échantillon d'amas X pour l'évolution de la relation température - luminosité X du milieu intra-amas; et enfin sa modélisation cosmologique dans le cadre du modèle hiérarchique. Quelques comparaisons multi longueurs d'onde ainsi que les perspectives pour un relevé plus étendu sont également considérées.

The widely acknowledged model of hierarchical structure formation of the universe, predicts that local small-scale overdensities collapse first then merge to form increasingly larger systems. In this context, galaxy clusters constitutes the most massive structures that have reached equilibrium and, as such, provide tight cosmological constraints that are independent and quasi-orthogonal to those arising from the cosmic microwave background and the supernovae. The detection of these systems through the X-ray emission of the intra-cluster medium allows the assembly of large, weakly contaminated samples and prevail to date as the most robust selection technique. For this reason, the XMM-LSS survey intends to map 64 deg2 of the sky with XMM-Newton, the most sensitive X-ray satellite ever built, so as to gather an unprecedented sample of several hundreds of clusters up to z=1 and a few tens of thousands of active galactic nuclei (AGN). This thesis presents a set of methods developed in the purpose of selecting extended sources and AGNs in XMM data, as well as detailed analysis tools for the detected clusters. The results derived from the first 5 square degrees of the survey are then depicted: first the properties of the AGN sample and the analysis of their angular correlation; then, the implications of the X-ray cluster sample on the evolution of the temperature - X-ray luminosity relation, emphasizing the impact of selection effects; and finally its cosmological modelling in the framework of hierarchical model. Some multi-wavelength comparisons as well as prospects for larger surveys are also considered.