La morphologie : un traceur d'évolution dans les premières phases de formation des galaxies

Morphology as a tracer of evolution in the early phases of galaxy assembly

• Auteur / Autrice : Bruno Ribeiro
• Direction : Olivier Le Fèvre
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Astrophysique et Cosmologie
• Date : Soutenance le 05/12/2016
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole Doctorale Physique et Sciences de la Matière (Marseille)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'Astrophysique de Marseille (LAM)
• Jury : Président / Présidente : Philippe Amram
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Lidia Tasca, Emmanuel Bertin
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Adriano Fontana, R. Maiolino

Mots clés

Mots clés contrôlés

Imagerie infrarouge

Spectrophotométrie

Structure à grande échelle (astronomie)

Matière interstellaire

Formation stellaire

Formation des galaxies

Mots clés libres

Galaxies

Morphologie

Évolution

Haut redshift

Lyman-Alpha

Galaxies

Morphology

Evolution

High redshift;

Lyman-Alpha

Résumé

Les propriétés globales des galaxies montrent une forte évolution du taux de formation stellaire et de la densité de masse stellaire à l'époque de l'assemblage des galaxies précédent le pic de formation stellaire dans l'univers, produite par plusieurs processus physiques concurrents (fusion, accrétion, rétroaction, environnement, ...). Les propriétés morphologiques des galaxies ont aussi fortement évolué à la même époque. Dans cette thèse, j'étudie comment l'évolution des propriétés morphologique est reliée aux propriétés spectrophotométriques des galaxies depuis z ~ 6. Les données spectroscopiques obtenues au sein du VIMOS Ultra Deep Survey (VUDS), un nouveau sondage spectroscopique unique de ~ 10000 galaxies entre redshift z~2 et z~6 qui fournissent un excellent moyen de sonder l'évolution galactique à travers cette époque cosmique. A partir des mes résultats, je conclus que les différentes propriétés morphologiques de galaxies à formation stellaire aux redshifts 2<z<6 montrent qu'il existe plusieurs façons pour les galaxies de se former. La grande diversité de tailles, la fraction importante de super-amas d'étoiles et de gaz très lumineux indiquant des fusions et ceux moins lumineux résultant probablement d'instabilités dans la formation des disques galactiques, avec la prévalence de galaxies irrégulières couvrant un grand domaine de masse stellaire et formation stellaire, pointent ensemble un scénario ou l'assemblage des galaxies procéde de différents méchanismes physiques. La formation des galaxies apparait plus complexe qu'un scénario simple impliquant la formation d'un disque avec de l'accrétion de gaz pourrait le faire croire.

The global properties of galaxies show a strong evolution of the star formation rate and stellar mass density at the epoch of galaxy assembly, driven by several competing physical processes (merging, accretion, feedback, environment,...). The morphological properties of galaxies are also strongly evolving over the same timescales. I investigate how the evolution of the morphological properties is connected to the spectrophotometric properties of galaxies since z~6. The spectroscopic data obtained within the VIMOS Ultra Deep Survey (VUDS), a new unique spectroscopic survey of ~10000 galaxies between redshifts z~2 and z~6 conducted at the ESO-VLT, combined with the available Hubble Space Telescope imaging surveys such as COSMOS or CANDELS provide a great way of probing galactic evolution across this cosmic epoch.From the results that I have obtained, I conclude that the different morphological properties of star-forming galaxies at 2<z<6 show that there are several mechanisms that take part in galaxy formation. The great diversity in galaxy sizes, the high number of bright two clump systems as well as faint multi-clump systems indicating merger and disk instabilities processes, respectively, and the wide range in physical properties that are populated by irregular galaxies all point to a diverse history for galaxy formation. This suggests that forming galaxies is far more complex that the simple explanation of evolution from gas accretion alone.