Mesure de l'échelle des oscillations acoustiques de baryons dans la fonction de corrélation des forêts Lyman-α avec la distribution des quasars observés dans le relevé SDSS

Mesure of the scale of bayonic acoustic oscillations in the correlation function of Lyman-α forest with the quasar distribution observed in the SDSS survey

• Auteur / Autrice : Hélion Du Mas des Bourboux
• Direction : Christophe Yèche
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Astroparticules et cosmologie
• Date : Soutenance le 08/09/2017
• Etablissement(s) : Université Paris-Saclay (ComUE)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Particules, hadrons, énergie et noyau : instrumentation, imagerie, cosmos et simulation (Orsay, Essonne ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Université Paris-Sud (1970-2019)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de recherche sur les lois fondamentales de l'Univers (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 1991-....)
• Jury : Président / Présidente : Mohammed Reza Ansari Foumani
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Christophe Yèche, Mohammed Reza Ansari Foumani, Pierre Antilogus, Jordi Miralda-Escudé, Nicolas Busca, Jean-Paul Kneib
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Pierre Antilogus, Jordi Miralda-Escudé

Mots clés

Mots clés contrôlés

Énergie sombre (astronomie)

Matière noire (astronomie)

Distances (cosmologie)

Mots clés libres

Énergie noire

Matière noire

Bao

Boss

Sdss-Iii

Structures à grande échelle

Dark energy

Dark matter

Bao

Boss

Sdss-Iii

Large scale structure

Résumé

La propagation des ondes acoustiques dans le plasma primordial a laissé son empreinte sous la forme d'un pic dans la fonction de corrélation à deux points de la densité de matière. Ce pic d'oscillations acoustiques de baryons (BAO) constitue une échelle standard permettant de déterminer certains paramètres des différents modèles cosmologiques.Dans ce manuscrit de thèse, nous présentons une mise à jour de la mesure de BAO à un redshift z=2.40, à l'aide de la fonction de corrélation croisée entre deux traceurs des fluctuations primordiales de densité de matière: les quasars de SDSS-III (BOSS) et leurs fluctuations d'absorption du flux des forêts Lyman-α. Ces fluctuations tracent la distribution d'hydrogène neutre dans le milieu intergalactique (IGM).Cette étude constitue le premier développement d'un ajustement entièrement physique de la fonction de corrélation croisée; il prend notamment en compte la physique des quasars et la présence d'éléments plus lourds que l'hydrogène dans l'IGM. Nous y présentons également les premières simulations de notre analyse. Celles-ci nous permettent de valider l'ensemble de la procédure de mesure de l'échelle BAO.Cette étude mesure la distance de Hubble et la distance de diamètre angulaire avec respectivement une précision de 2% et 3% (intervalle à 1 σ). Nous combinons nos résultats avec d'autres mesures de BAO à des redshifts plus faibles et trouvons la densité de matière noire et d'énergie noire dans le cadre de deux différents modèles cosmologiques: ΛCDM et oΛCDM.

The acoustic wave propagation in the primordial plasma left its imprint in the two-point correlation function of the matter density field. This baryonic acoustic oscillation (BAO) peak builds up a standard ladder allowing us to infer some parameters of the different cosmological models.In this thesis manuscript we present an update of the BAO measurement at a redshift z=2.40, from the cross-correlation function between two tracers of the primordial matter density fluctuations: quasars of SDSS-III (BOSS) and their Lyman-α-forest absorption fluctuations. These fluctuations trace the neutral hydrogen distribution in the intergalactic medium (IGM).This study gives the first developpment of the full physical fit of the cross-correlation. Among other effects, it takes into account quasar physics and the distribution of IGM elements heavier than hydrogen. We also present the first simulations of our analysis. They allow us to validate the overall data analysis leading to the BAO measurement.This study measures the Hubble distance and the angular diameter distance at the 2% and 3% precision level respectivelly (1 σ interval). We combine our results with other BAO measurements at lower redshifts and find the dark matter density and dark energy density in the framework of two different cosmological models: ΛCDM et oΛCDM.