Analyse multi-échelle du processus de réionisation dans les simulations cosmologiques

Multi-scales analysis of the reionization process in numerical simulations

• Auteur / Autrice : Jonathan Chardin
• Direction : Hervé Wozniak
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Astrophysique
• Date : Soutenance le 19/09/2013
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des Sciences de la Terre et Environnement (Strasbourg ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Observatoire astronomique de Strasbourg
• Jury : Président / Présidente : Christian M. Boily
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Dominique Aubert, Romain Teyssler
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Saleem Zaroubi, Benoît Semelin

Mots clés

Mots clés contrôlés

Modèles mathématiques

Cosmologie

Galaxies -- Évolution

Formation des galaxies

Mots clés libres

Astrophysique

Cosmologie

Simulation

Théorie

Réionisation

Régions HII

Méthodes numériques

Calcul haute performance

Astrophysics

Cosmology

Réionization

Résumé

La période de réionisation est une transition dans l'histoire de l'Univers qui change sont état d'ionisation. Les progrès en calcul intensif permettent maintenant de modéliser l'évolution du phénomène. D'habitude, les analyses se concentrent sur l'évolution de propriétés globales dans les simulations. Différemment, j'ai mis au point une nouvelle technique d'analyse de simulations qui permet d'appréhender le phémomène global de manière locale. Elle s'appuie sur l'extraction d'un arbre de fusion de régions HII pour caractériser le processus de réionisation. La technique a été appliqué dans plusieurs simulations où différents modèles de sources ont été considérés pour étudier leur impact sur la chrono-morphologie du processus. Dans un second temps, l’arbre a permis de caractériser l'histoire de réionisation passée de galaxies de types Voie Lactée. Enfin, la technique a été appliquée dans des simulations du Groupe Local pour quantifier l'histoire de réionisation de MW et M31.

The reionization period is a major step in the history of the Universe that change its ionization state. The increasing progress in high performance computing, allows us to model the phenomenon. Usually, the simulation analyses focus on global properties to constrain the impact of the physic put in the simulations. Alternately, I implemented a method of analysis that apprehend theglobal reionization in terms of multiple ‘local reionizations’. I extracted a merger tree of HII regions from the simulations to characterize the reionization process. I applied the technique in several cosmological simulations, where different ionizing source models were tested to investigate the impact of the source model on the reionization chrono-morphology. I also used the merger tree to characterize the past reionization history of MW type galaxies. I finally applied this methodology in Local Group simulations to quantify the reionization hystory of MW and M31.