Mesure de l'effet de lentille gravitationnelle dans le fond cosmologique avec le satellite Planck

par Typhaine Déchelette

Thèse de doctorat en Astronomie et astrophysique

Sous la direction de Karim Benabed et de François Bouchet.

Soutenue en 2012

à Observatoire de Paris (1667-....) , dans le cadre de École doctorale Astronomie et astrophysique d'Île-de-France (Meudon, Hauts-de-Seine ; 1992-....) .

Le président du jury était Françoise Combes.

Le jury était composé de Karim Benabed, François Bouchet, Cécile Renault, Alain Blanchard, Laurence Perotto.

Les rapporteurs étaient Cécile Renault, Alain Blanchard.

mots clés

• Fond diffus cosmologique
• Lentilles gravitationnelles

Résumé

Depuis mai 2009, le satellite Planck a scanné le ciel plusieurs fois pour cartographier les anisotropies de température et de polarisation du CMB. Ces données ont une sensibilité et une résolution sans précédent, ce qui doit permettre en particulier, une mesure précise de l'effet de lentille gravitationnelle. Cet effet est la petite déviation de la lumière par les potentiels gravitationnels situés sur sa ligne de visée. Sa mesure ne peut être faite que de manière statistique en construisant des estimateurs du potentiel de lentille (quantité directement reliée au potentiel gravitationnel projeté sur la ligne de visée). Nous avons travaillé dans cette thèse à partir d'un estimateur quadratique proposé par Hu et Okamoto. Nous l'avons implémenté et testé dans le cas idéal. En pratique, les données que nous traitons sont affectées d'un certain nombre d'écarts à idéal. En pratique, les données que nous traitons sont affectées d'un certain nombre d'écarts à l'idéalité à cause desquels l'estimateur n'est plus optimal : contamination de la Galaxie et des sources (radio), couverture anisotrope du ciel, asymétrie du lobe de l'instrument, etc. Nous avons développé, pour un certain nombre de ces systématiques, des méthodes de traitements et de calculs des éventuels biais créés. Chaque systématique a été étudiée séparément puis conjointement, sur des simulations. Nous avons ainsi pu appliquer nos outils aux données Planck pour reconstruire le spectre du potentiel de lentille.

Titre traduit

Gravitationnal Lensing measurement in the Cosmic Microwave Background seen by Planck Satellite

Résumé

Since May 2009, the Planck satellite has surveyed the sky several times to map temperature and polarization CMB anisotropies. Data have high sensibility and resolution to measure, in particular, the gravitational lensing effect. This is the few arcminutes deviation of light caused by gravitational potentials met on the line of sight. It can only be measured by statistics tools, building estimators of the lensing potential (quantity connected with the gravitational potential projected on the line of sight). In this thesis, we used a quadratic estimator developed by Hu and Okamoto. It was implemented and tested in the ideal case. In practice, data are polluted by non idealities and the estimator is no more optimal : Galaxy and (radio) sources contamination, anisotropic scanning strategy, asymmetric beams, etc. We developed, for some of these systematics, calculations of the biases created. Each systematic was studied independently and with the others, on simulations. We finally were able to apply these tools to Planck data and to reconstruct the lensing potential spectrum.