Identification et modélisation des galaxies distantes dans les relevés cosmologiques du satellite Herschel

Detection and characterisation of distant, dusty star-forming galaxies in Herschel cosmological surveys

• Auteur / Autrice : Darko Donevski
• Direction : Véronique Buat, Frédéric Boone
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Astrophysique et cosmologie
• Date : Soutenance le 21/09/2018
• 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 : Guilaine Lagache
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : David Elbaz, Matthieu Bethermin
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Stephen Serjeant, Simona Mei

Mots clés

Mots clés contrôlés

Modélisation des données (informatique)

Espace extra-atmosphérique

Satellite Herschel

Satellites artificiels

Satellites scientifiques

Galaxies elliptiques

Mots clés libres

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Galaxy evolution

Observational cosmology

Infrared astronomy

Herschel space observatory

Résumé

La population de galaxies poussiéreuses ayant un fort taux de formation stellaire (Dusty Star Forming Galaxies, DSFGs) joue un rôle très important dans l’histoire de l’univers, avec des taux de formation d’étoiles allant de quelques centaines à quelques milliers de masses solaires par an. Les sondages infrarouges, comme ceux entrepris à l’aide du satellite Herschel, nous offrent l’opportunité de recenser de manière approfondie ces DSFGs jusqu’à de grands décalages spectraux. Cependant, jusqu’à présent seul un petit nombre de DSFG détecté par Herschel ont été confirmés pour être à des décalages spectraux supérieurs à 4. Les modèles de formation et d’évolution des galaxies stipulent généralement que la population de DSFG à z > 4 sont les progéniteurs des galaxies elliptiques, observées dans les amas les plus massifs de l’univers local. L’abondance des DSFGs à z > 4 se révèle donc être décisive pour contraindre ces modèles ainsi que pour vérifier notre compréhension globale de l’univers lointain. Le premier objectif de mon travail de recherche est d’identifier les candidates galaxies à z > 4 détectées sur des champs les plus larges possibles observés par Herschel et l’instrument SPIRE et d’examiner les propriétés statistiques de celles-ci. A cette fin, j’ai créé un nouvel algorithme de sélection dans le but d’augmenter substantiellement le nombre de candidates et de comprendre leur nature.

Over the last few decades, great progress has been made in our understanding of the star formation history of the Universe. With the discovery of distant, dusty star-forming galaxies (DSFGs) it has become apparent that observing at rest-frame UV and optical wavelengths is insufficient as a large fraction of the star formation is dust obscured. Thanks to the extensive observational studies carried out during the last two decades, we learn that DSFGs have a redshift peak at z ∼ 2, matching the cosmic time where galaxies have formed most of their young, massive stars. However, it remains extremely challenging to use the Herschel space observatory for identifying a tail extending towards much higher redshifts (z > 4). As a result, until recently only a small number of infrared-selected DSFGs at z > 4 were known, most of them strongly gravitationally lensed. One of the main goals of this Thesis is to assemble candidate z > 4 galaxies detected in a large area survey observed by Herschel-SPIRE and to examine the statistical properties and environments of these systems.