L' effet de lentilles gravitationnelles sur les supernovae du SNLS

par Taia Kronborg

Thèse de doctorat en L'effet de lentilles gravitationnelles

Sous la direction de Reynald Pain.

Soutenue en 2009

à Paris 6 .

mots clés

• Lentilles gravitationnelles
• Supernovae
• Matière noire
• Cosmologie
• Relation de masse-luminosité des galaxies
• Redshift photométrique

Résumé

Type Ia supernovae have become an essential tool of modern observational cosmology. By studying the distance-redshift relation of a large number of supernovae, the nature of dark energy can be unveiled. Distances to Type Ia SNe are however affected by gravitational lensing which can induce systematic effects in the measurement of cosmology. The majority of the supernovae is slightly demagnified whereas a small fraction is significantly magnified due to the mass distribution along the line of sight. This causes naturally an additional dispersion in the observed magnitudes. There are two different ways to estimate the magnification of a supernova. A first method consists in comparing the supernova luminosity, which is measured to about 15% precision, to the mean SN luminosity at the same redshift. Another estimate can be obtained from predicting the magnification induced by the foreground matter density modeled from the measurements of the luminosity of the galaxies with an initial prior on the mass-luminosity relation of the galaxies A correlation between these 2 estimates will make it possible to tune the initially used mass-luminosity relation resulting in an independent measurement of the dark matter clustering based on the luminosity of SNe Ia. Evidently, this measurement depends crucially on the detection of this correlation also referred to as the lensing signal. This thesis is dedicated to the measurement of the lensing signal in the SNLS 3-year sample

Titre traduit

Gravitational lensing of the SNLS supernovae

Résumé

Les supernovae de type Ia sont devenues un outil essentiel dans la cosmologie observationnelle moderne. En étudiant la relation distance-redshift d’un grand nombre de supernovae, la nature de l’énergie noire peut être contrainte. Bien que les supernovae de type Ia puissent être calibrées pour devenir des bonnes chandelles standard, elles sont néanmoins affectées par des effets systématiques comme la magnification par des lentilles gravitationnelles. La plupart des supernovae sont faiblement demagnifiées et une petite fraction sont magnifiées de manière importante du fait de la distribution de masse dans la ligne de visée. Ceci induit naturellement une dispersion additionnelle dans les magnitudes observées. Il existe 2 façons d’estimer l’amplification des SNe Ia. Un premier estimateur est donné par les résidus au diagramme de Hubble, d’une précision typique de 15% (sur les magnitudes). Un autre consiste à prédire la magnification gravitationnelle due aux surdensités de matière, en se basant sur les propriétés photométriques des galaxies d’avant-plan et un modèle a priori de relation entre la luminosité des galaxies et la masse des halos de matière noire. La corrélation entre ces 2 estimateurs permet d’accorder la relation de masse-luminosité utilisée initialement pour obtenir une mesure indépendante fondée sur la luminosité des SNe Ia. Bien évidemment, cette mesure nécessite dans un premier temps la détection de cette corrélation et cette thèse a été dédiée à la mesure de la corrélation dans l’échantillon de SNLS 3 ans