Etude de la formation des groupes et amas de galaxies dans les champs profonds d'Euclid

Studying the early formation of galaxy groups and clusters in the Euclid deep fields

• Auteur / Autrice : Guillaume Elias
• Direction : Emanuele Daddi
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Astronomie et Astrophysique
• Date : Inscription en doctorat le 02/10/2023
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Astronomie et astrophysique d'Île-de-France (Paris ; 1992-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Astrophysique Instrumentation Modélisation
• Partenaire(s) de recherche : Référent : Faculté des sciences d'Orsay

Mots clés

Mots clés libres

Amas de galaxies : formation

Amas de galaxies : évolution

Grandes structures

Formation et évolution des galaxies

Galaxy clusters : formation

Galaxy clusters : evolution

Large scale structure

Galaxy formation and evolution

Résumé

Nous savons à présent que les premiers groupes et amas massifs se formaient déjà au cours des premiers 2-3 milliards d'années de l'histoire de l'Univers. Contrairement à leur descendants actuels, ces fascinants systèmes contenaient souvent des galaxies formant activement des étoiles et riches en gaz qui se sont par la suite arrêtées de former des étoiles et se sont morphologiquement transformées en systèmes elliptiques via des processus incompris à ce jour. Ces derniers incluent la découverte récente de systèmes particuliers présentant des bulbes formant activement des étoiles et des disques qui en sont dénués, qui peuvent être vus comme des 'anti-galaxies' si on les compare à leurs équivalents modernes qui présentent disques formant activement des étoiles et des bulbes qui n'en forment pas (comme notre galaxie la Voie Lactée). D'autres composants exotiques récemment découverts incluent des réservoirs géants d'hydrogène froid diffus, possiblement connectés à des flots de gaz froid postulés par la théorie mais jamais complètement confirmés, ainsi que du rayonnement intra-amas probablement relié aux premiers stages d'interactions et fusions galactiques qui entre en contradiction avec les prédictions des modèles actuels. Le satellite Euclid, avec une forte participation du CEA/AIM, sera lancé en 2023 et fournira des données imagées ultra-profondes multi-longueur d'ondes dans l'optique et proche infrarouge, accompagné de données auxilliaires à de plus grandes longueurs d'ondes, idéales pour identifier la première génération de groupes et amas de galaxies qui a commencé à se former dans l'Univers distant et étudier les différets phénomènes physiques intrigants prenant place dans ces environnements denses à des époques reculées.

We now know that the first massive groups and clusters were already forming in the first 2-3 billion years of the Universe's history. Unlike their modern-day descendants, these fascinating systems contained often highly star-forming gas-rich galaxies that later on quenched (stopped forming stars) and transformed morphologically into ellipticals systems through processes that are not yet fully known. This include the recent discovery of peculiar systems with quenched disks and star-forming bulges, which could be seen as ‘anti-galaxies' respect to the later-time typical objects that are quenched in the centres (bulges) and forming stars in the disks (like our Milky-Way Galaxy). Other exotic components that have been recently discovered are giant reservoirs of cold diffuse hydrogen, possibly connected to cold streams postulated by theory and never fully confirmed, and intracluster light, probably related to early phases of galaxy interactions and mergers that stand in contradiction with current model predictions. The Euclid satellite, with a strong participation from France and CEA/AIM, will be launched in 2023, and will provide ideal ultra-deep multi-wavelength imaging in the optical and near-IR, together with ancillary data at longer wavelengths, to identify the first generation of galaxy groups and clusters that started forming in the distant Universe and study the different exciting physical phenomena that are occurring in dense environments at early times.