Star formation rate and the assembly of galaxies in the early universe

• Auteur / Autrice : Pin-Wei Wang
• Direction : Olivier Le Fèvre
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Astrophysique et Cosmologie
• Date : Soutenance le 08/04/2015
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole Doctorale Physique et Sciences de la Matière (Marseille)
• Jury : Président / Présidente : Philippe Amram
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Giovanni Zamorani, Sébastien Foucaud

Mots clés

Mots clés contrôlés

Astronomie -- Observations

Luminosité

Spectroscopie astronomique

Formation des galaxies

Mots clés libres

Cosmologie

Galaxie

Fonction de luminosité

Évolution Galaxie

Formation Galaxie

Cosmology

Galaxy

Luminosity function

Galaxy evolution

Galaxy formation

Résumé

L'objectif de cette thèse est d'identifier et d'étudier la population à haut décalage spectral. J'ai utilisé des données dans le proches infrarouge venant du sondage UltraVista associé à des données multi-longueur d'onde disponible dans le champ COSMOS ainsi que le sondage ultra profond de VIMOS utilisé comme un échantillon de contrôle pour la sélection des candidats à grand décalage spectrale. Cette analyse m'a amené à sélectionner des galaxies à z>4.5 en utilisant les décalages spectraux photométriques estimés à partir de la distribution spectrale d'énergie complète ainsi que des limites en magnitudes basés sur la profondeur des données dans chaque bande. Cette sélection a amené à la production d'un catalogue unique de 2036 galaxies dans l'intervalle z~5 et de 330 galaxies dans l'intervalle z~6 faisant de ce catalogue le catalogue le plus grand et le plus complet à ce jour. J'ai trouvé que la fonction de luminosité à z~5 est bien reproduite par une fonction de Schechter. A z~6, j'ai observé que le fin lumineuse de la fonction de luminosité semble être plus peuplée qu'une fonction de Schechter le laisse présager, en accord avec les résultats d'autres études Ceci étant une indication que les processus d'assemblage de la masse ont évolué rapidement. Finalement, j'ai intégré la fonction de luminosité pour en déduire la densité de luminosité et dérivé la densité de formation stellaire entre z=4.5 et z=6.5. Mes résultats montrent une densité de formation stellaire importante, en comparaison des derniers résultats avec les données du télescope Hubble, ainsi qu'une précision plus grande liée aux meilleures contraintes sur la fin lumineuse de la fonction de luminosité.

The main purpose of this THESIS is to identify and study the population of high redshift galaxies in the redshift range (4.5 < z < 6.5). I use the near infrared data from the UltraVista survey conducted with the Vista telescope in combination with multi-wavelength data available in the COSMOS field and use The VIMOS Ultra Deep spectroscopic redshift survey (VUDS) as a control sample for the selection of high redshift candidates. I made a analysis leads me to select galaxies at z ≥ 4.5 using photometric redshifts computed from the full spectral energy distribution (SED) combined with well tuned magnitude limits based on the depth of the data in each band. At the end of this process I produce a unique catalogue of 2036 galaxies with 4.5 ≤ z ≤ 5.5 and 330 galaxies with 5.5 ≤ z ≤ 6.5, the largest and most complete catalogue of sources at these redshifts existing today. I find that the LF at z ∼ 5 is well fit by a Schechter function. At z ∼ 6 I find that the bright end might be more populated than expected from a Schechter function, in line with results from other authors, an indication that the mass assembly processes have evolved quickly in a short 0.5-1 Gyr timescale. Finally I integrate the luminosity functions to compute the luminosity density and derive the star formation rate density (SFRD) in 4.5 ≤ z ≤ 6.5. My results show a high SFRD comparable to the latest results derived from the HST data, with an improved accuracy linked to the better constraints at the bright end of the LF.