Thèse soutenue

Contributions thermiques et non-thermiques à la pression du gaz intra-amas. Le cas du Caneton (PLCKG214.6+37.0)

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Auteur / Autrice : Edouard Lecoq
Direction : Mathieu LangerNabila Aghanim
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Astroparticules et cosmologie
Date : Soutenance le 21/07/2021
Etablissement(s) : université Paris-Saclay
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Particules, hadrons, énergie et noyau : instrumentation, imagerie, cosmos et simulation (Orsay, Essonne ; 2015-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut d'astrophysique spatiale (Orsay, Essonne ; 1990-....)
Référent : Faculté des sciences d'Orsay
graduate school : Université Paris-Saclay. Graduate School Physique (2020-....)
Jury : Président / Présidente : Mohammed Reza Ansari Foumani
Examinateurs / Examinatrices : Florian Pacaud, Florence Durret, Rémi Adam
Rapporteur / Rapporteuse : Florian Pacaud, Florence Durret

Résumé

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Le contexte général dans lequel ce travail s'insère est introduit dans le chapitre 1. Le travail de thèse présenté dans ce manuscrit s'articule autour de deux axes : l'étude détaillée d'un système triple d'amas de galaxies à partir de l'analyse des données X et l'étude théorique de l'impact de la turbulence dans le milieu inter-amas. La première partie de la thèse est tournée vers l'émission thermique du gaz intra-amas. Tout d'abord, les éléments théoriques liés aux propriétés physiques des amas de galaxies nécessaires à la mesure de la pression thermique du gaz intra-amas et à sa brillance X sont présentés dans le chapitre 2. Ensuite, une description complète et détaillée de la réduction des données X collectées par le satellite XMM-Newton est présentée dans le chapitre 3. Pour finir, une étude approfondie de l'émission X des trois amas de galaxies est menée (chapitre 4), constituant le premier socle d'une analyse multi-longueur d'onde. Cette étude a permis de conclure que le système PLCKG G214.6+37.0 n'est pas un système triple. La quasi-totalité du signal tSZ mesuré par Planck peut être expliquée par la somme du signal des amas individuels réduisant la probabilité d'avoir une composante de gaz chaud diffus entre les amas de cette structure. Pour les trois amas de galaxies du système, le biais hydrostatique b calculé indique que des processus non-thermiques prennent place au sein du gaz intra-amas. De plus, l'étude de l'entropie du gaz intra-amas des trois amas du système suggère que deux d'entre eux sont des amas perturbés. La deuxième partie du manuscrit s'oriente vers l'étude d'un processus contribuant à la pression non-thermique du gaz intra-amas : la turbulence. La théorie de la turbulence homogène et isotrope ainsi que deux traceurs observationnels du champ de vitesse turbulent sont introduits dans le chapitre 5. Les simulations des centroïdes de vitesse ainsi de la dispersion de la vitesse le long de la ligne de visée construites à la résolution spatiale du futur satellite Athena ont été présentées dans le chapitre 6. De plus, des prédictions analytiques du spectre de puissance et de la fonction de structure des centroïdes de vitesse ainsi que des algorithmes de reconstruction de ces quantités à partir des cartes de centroïdes ont été développés dans le cas de l'observation d'amas proches et plus éloignés. Une discussion sur les développements envisagés dans les différents domaines traités conclut ce manuscrit.