Détermination du taux de croissance des structures avec les supernovae de type Ia à partir du relevé photométrique ZTF

Constraining the growth rate of structures with type Ia supernovae from the ZTF photometric survey

• Auteur / Autrice : Bastien Carreres
• Direction : Dominique Fouchez, Benjamin Racine
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Astrophysique et Cosmologie
• Date : Soutenance le 29/09/2023
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale Physique et Sciences de la Matière (Marseille)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre de physique des particules de Marseille (CPPM)
• Jury : Président / Présidente : Cristinel Diaconu
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Dominique Fouchez, Benjamin Racine, Alex Kim, Pierre Astier, Anne Ealet, Cécile Roucelle, Rick Kessler, Julian E. Bautista
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Alex Kim, Pierre Astier

Mots clés

Mots clés contrôlés

Gravité modifiée

Supernovae

Énergie sombre (astronomie)

Cosmologie

Mots clés libres

Cosmologie

Structures aux grandes échelles

Energie noire

Supernovae de type Ia

Cosmology

Large-Scale structures

Dark energy

Type Ia supernovae

Résumé

L'accélération de l'expansion de l'univers est aujourd'hui modélisée par la présence d'une énergie noire représentée par une constante cosmologique Λ qui ne trouve pas d'interprétation physique entièrement satisfaisante. Les principales alternatives à cette constante sont des modèles d'énergie noire dynamique ou alors de modifications des lois de la relativité générale. La mesure du taux de croissance des structures fsigma8 au travers de l'observation du champ de vitesses des galaxies est un moyen efficace pour détecter d'éventuelles déviations au modèle standard LCDM et discriminer entre énergie noire dynamique et gravité modifiée. Dans cette thèse, on propose d'utiliser les indicateurs de distance que sont les supernovae de type Ia pour mesurer fsigma8 Ce travail se concentre sur une simulation du relevé ZTF pour étudier les biais et systématiques de l'analyse de fsigma8. Une simulation de 27 réalisations de ZTF équivalents à six ans de ZTF nous permettent de montrer que la limite en magnitude pour la classification spectroscopique des SNe Ia mène à un biais sur fsigma8 après un redshift z ~ 0.06. Limiter les données avec une coupure à z ~ 0.06 permet d'obtenir une mesure non-baisée de fsigma8 avec une précision de 19 %. Ce résultat est déjà comparable aux résultats obtenues avec les galaxies à bas redshift. De plus, une correction parfaite du biais pour inclure les SNe Ia à plus haut redshift ne réduit pas significativement l'erreur sur fsigma8.

The acceleration of the expansion of the Universe is currently modelled by the presence of dark energy, represented by a cosmological constant Λ, for which there is no entirely satisfactory physical interpretation. The main alternatives to this constant are models of dynamical dark energy or modifications to the laws of general relativity. Measuring the growth rate of structures fsigma8 through observations of galaxy velocity fields is an effective way of detecting possible deviations from the LCDM standard model and discriminating between dynamical dark energy and modified gravity. In this thesis, we propose to use the distance indicators provided by type Ia supernovae to measure fsigma8 This work focuses on a simulation of the ZTF survey to study the biases and systematics of the fsigma8 analysis. A simulation of 27 ZTF realizations equivalent to six years of ZTF allows us to show that the magnitude limit for spectroscopic classification of SNe Ia leads to a bias on fsigma8 after a redshift of z ~ 0.06. Limiting the data with a cut at z ~ 0.06 yields an unbiased measurement of fsigma8 with an accuracy of 19 %. This result is already comparable to those obtained with low-energy galaxies. In addition we show that a perfect bias correction to include SNe Ia at higher redshift does not significantly reduce the error on fsigma8.