Evolution et modélisation de l'agrégation des galaxies en fonction de leurs propriétés physiques

Evolution and modelling of galaxy clustering as a function of galaxy physical properties

• Auteur / Autrice : Sylvain de La Torre
• Direction : Olivier Le Fèvre
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique et sciences de la matière. Rayonnement et plasmas, astrophysique
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Aix-Marseille 1
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Provence. Section sciences

Mots clés

Mots clés contrôlés

Spectroscopie astronomique

Galaxies -- Évolution

Résumé

Ce travail de thèse s’attache à étudier l’évolution de l’agrégation des galaxies en fonction de certaines de leurs propriétés physiques dont la masse stellaire, la morphologie et l’environnement local, dans le but d’apporter des contraintes sur le scénario d’évolution des galaxies. Ma participation aux grands sondages profonds de galaxies VVDS et COSMOS/zCOSMOS, m’a permis de mesurer précisément, pour la première fois jusqu’à z = 1−1. 8, la distribution spatiale des galaxies en fonction de leurs propriétés physiques. J’ai ainsi développé un ensemble d’outils de calcul avec lesquels j’ai pu mesurer et modéliser leur agrégation. Mes résultats montrent qu’il existe une différence d’agrégation importante entre les galaxies massives, dominées par les types précoces et les galaxies traçant préférentiellement la formation stellaire, dominées par les types tardifs, et ce depuis z ~ 1. 5. Les galaxies massives sont plus agrégées et évoluent en suivant l’agrégation des halos de matière noire contrairement aux galaxies formant activement des étoiles, qui semblent occuper des régions de moins en moins denses avec le temps. Indépendamment je montre que les galaxies elliptiques sont plus agrégées que les galaxies spirales et irrégulières depuis z = 1. La ségrégation par type morphologique de l’agrégation des galaxies était moins importante dans le passé et son évolution peut être comprise comme une conséquence directe de celle de la relation morphologie-densité. Plus généralement je montre que les galaxies dans les régions denses sont plus fortement agrégées que celles résidant dans les régions sous-denses. Toutefois, on observe un écart à cette relation pour les galaxies peuplant les régions les plus sous-denses, indiquant que la dépendance de l’environnement sur l’agrégation des galaxies n’est pas une fonction monotone. A partir du formalisme de distribution d’occupation des halos (HOD), nous avons mis en évidence observationnellement l’augmentation de la masse moyenne des halos avec le temps en accord avec un scénario d’évolution hiérarchique des structures. Je discute dans cette thèse de l’implication de l’ensemble de ces résultats sur le scénario global de formation et d’évolution des galaxies.

This thesis focuses on the study of the evolution of galaxy clustering as a function of galaxy physical properties such as stellar mass, morphology and local environment with the aim of constraining the galaxy evolution scenario. My involvement in the deep galaxy surveys VVDS and COSMOS/zCOSMOS, allowed me to measure precisely for the first time up to z = 1−1. 8, the spatial distribution of galaxies as a function of their physical properties. I developed a set of tools in order to measure and model galaxy clustering. My results show that it exists a significant difference of clustering between the massive galaxies, dominated by early-type galaxies and the ones preferentially tracing the stellar formation, dominated by late-type galaxies since z ~ 1. 5. The massive galaxies are more strongly clustered and evolve following the clustering of dark matter halos, whereas the galaxies actively forming stars seem to occupy less and less dense regions with time. Independently, I show that elliptical galaxies are more strongly clustered than spirals and irregulars since z = 1. The clustering segregation in morphological types was less important at z ~ 1 and its evolution can be understood as a direct consequence of that of the morphology-density relation. More generally I show that the galaxies in the dense regions are more strongly clustered than those residing in less dense regions. However, we observe a deviation to this relation for the galaxies residing in the under-densest environments, showing that the environmental dependence on galaxy clustering is not a monotonous function. Using halo occupation distribution (HOD) formalism, we highlight observationally the increase of the average halo mass with time, in agreement with the current scenario of the hierarchical formation of large-scale structures. I discuss in this thesis the implications of these results on the global scenario of galaxy formation and evolution.