Etude de la distribution de matière noire dans les galaxies avec courants stellaires

Stellar streams as probes of the large-scale distribution of matter around galaxies

• Auteur / Autrice : Anjali Doney Varghese
• Direction : Rodrigo Ibata
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la Terre et de l’Univers
• Date : Soutenance en 2011
• Etablissement(s) : Strasbourg

Mots clés

Mots clés contrôlés

Champs gravitationnels

Halos galactiques

Matière noire (astronomie)

Résumé

Environ 75% de la matière de l'Univers se composent d’une forme mystérieuse, appelée matière noire. La forme des halos de matière noire autour des galaxies contiennent d'importants indices sur la nature profonde de ses particules et sont un sujet de recherche actif depuis quelques dizaines d'années. De nombreuses techniques ont été employées afin d'aboutir a des estimations cohérentes des profiles de halos de matière noire, mais c'est une tache difficile. Ces dernières années, les structures stellaires à basse brillance de surface dans le halo des galaxies ont été observés. On pense que ces structures sont le reste de fusions de galaxies et sont ainsi un outil utile pour étudier les halos à des échelles galactiques. Parmi celles-ci, il existe de longues et minces structures connues sous le nom de courant stellaire, ou de courant de marée. Elles sont formées lors de la perturbation de marée de petites galaxies satellites par le champ gravitationnel de leur galaxie hôte. Puisque le courant de marée suit de prés l'orbite de son progéniteur, on peut l'utiliser efficacement comme traceur du profil de densité du halo, et le sonder le long des axes équatorial et vertical. Dans cette thèse, je poursuis les efforts précédents de modélisation avec une amélioration significative de la méthodologie. La routine d'ajustement est basée sur une méthode Bayesienne. Nous examinons la qualité des contraintes sur la distribution de matière noire des galaxies, le type et la quantité de données nécessaires pour le faire et, en particulier, si il est possible ou pas d'estimer les profils de halos de galaxies externes avec seulement les coordonnées projetées de leurs courants stellaires.

About 75% of the matter content of the Universe consists of a mysterious form, termed dark matter. The shapes of dark matter halos around galaxies hold important clues to the underlying nature of their constituent particles and have been an active area of research for several decades. Although, several techniques have been employed to find consistent estimates of the profiles of dark matter halos, it has proved to be a difficult task. In recent years, interesting stellar structures have been observed around galaxies. These structures are thought to be the remnants of galaxy mergers and have emerged as a useful tool to study dark halos at galactic scales. Prominent among these are thing, long features known aptly as stellar streams, or tidal streams as they are formed due to the tidal disruption of small satellite galaxies by the gravitational field of their large host galaxies. Since a tidal stream closely follows the orbit of its progenitor, it can be used as an effective tracer of the halo density profile. In this thesis, I extend previous modelling efforts with a significant improvement in methodology. The fitting routine used is based on Bayesian sampling. We examine how effectively the dark matter distribution of galaxies can be constrained, the quality and quantity of information needed to do so and specifically, whether it is at all possible to estimate the profiles of dark halos of external galaxies with only the projected coordinates of their stellar streams.