Thèse soutenue

Implications cosmologiques et astrophysiques de la structure interne des halos de matière noire

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Auteur / Autrice : Tamara Richardson
Direction : Pier Stefano Corasaniti
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Astronomie et Astrophysique
Date : Soutenance le 26/09/2023
Etablissement(s) : Université Paris sciences et lettres
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Astronomie et astrophysique d'Île-de-France (Meudon, Hauts-de-Seine ; 1992-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LUTH Laboratoire Univers et Théories (Observatoire de Paris - Section de Meudon)
établissement opérateur d'inscription : Observatoire de Paris (1667-....)
Jury : Président / Présidente : Benoît Semelin
Examinateurs / Examinatrices : Pier Stefano Corasaniti, Marco De Petris, Benoit Famaey, Sandrine Pires, Sandrine Codis-Decara, Jean-Baptiste Melin, Emmanuel Nezri
Rapporteurs / Rapporteuses : Marco De Petris, Benoit Famaey

Mots clés

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Résumé

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À une époque de tensions en cosmologie, les amas de galaxies offrent une opportunité unique et renaissante pour apporter de nouvelles réponses aux débats. Étant les structures gravitationnellement liées les plus massives de l'Univers, les amas de galaxies se situent à la frontière entre la cosmologie et l'astrophysique, et sont à présent bien établies en tant que sonde cosmologique grâce à leurs abondances et leur `clustering'.Dans cette thèse, nous examinons l’utilisation potentiel de la structure interne des amas de galaxies en tant que nouvelle sonde à la fois, du modèle cosmologique et des processus astrophysiques qui ont lieu à l'intérieur de ces objets. Précisément nous caractérisons la structure interne par le biais d'un proxy non paramétrique de la forme du profile de masse que nous nommons `halo sparsity', définis comme étant simplement le rapport de deux masses.Nous montrons que l'utilisations de la sparsity permet de jauger l'impact de collisions et fusions d'amas ainsi que de concevoir une approche statistique permettant de rapidement détecter ces évènements dans les catalogues de grands relevés, en fournissant aussi une estimation préliminaire de l’époque à laquelle ces évènements ont eu lieu. De plus, nous quantifions la dépendance cosmologique de la sparsity nous permettant d’améliorer mais aussi de créer une nouvelle méthode pour contraindre les paramètres cosmologiques du modèle ΛCDM. Enfin, nous franchissons les premières étapes permettant d’amener cette sonde au-delà du domaine des nouveautés théorique en étudiant comment elle est affectée par diverses contraintes observationnelles. En particulier, nous examinons l’impact des traceurs de masse biaisés, des hypothèses faites par les pipelines observationnels, des incertitudes sur les mesures de masses ainsi que la possibilité de combiné la sprasity avec d’autres sondes cosmologiques.