Academic literature on the topic 'Astrophysique : galaxies'

Le rayonnement thermique est une source décisive d’informations pour une science de l’observation comme l’astrophysique. Dominant dans l’infrarouge lointain, il est difficile à mesurer, et nécessite le développement de détecteurs innovants et de techniques cryogéniques de pointe. Mise en œuvre à bord de satellite depuis 40 ans, la mesure du rayonnement thermique a permis de nombreuses découvertes liées à la formation stellaire et à l’évolution des galaxies.

The european X-ray observatory (EXOSAT), which was launched in 1983 and which finished operations in April 1986, has brought a rich harvest of results in the period 1984-1987, surveyed here. The EXOSAT payload consisted of three sets of instruments: two low energy imaging telescopes (LE:E<2 KeV), a medium-energy experiment (ME:E=l-50KeV) and a gas scintillation proportional counter (GSPC:E=2-20KeV). Over most of the energy range covered, EXOSAT was not more sensitive than its predecessor, the american EINSTEIN satellite. But the EINSTEIN satellite is far from having exhausted the treasures of the X-ray sky. And EXOSAT, thanks to its elliptical 90-hour orbit, had the extra advantage of being able to make long, continuous observations of interesting objects, lasting up to 72 hours. Thus, EXOSAT was very well suited for variability studies, and many of its most important findings are in this area. EXOSAT observations sample a vide range of astrophysical sources: X-ray binaries, cataclysmic variables and active stars; supernova remnants and the interstellar medium; active galactic nuclei, and clusters of galaxies. Among the highlights, let us mention:

Abstract. 1 Facts about the Workshop This workshop was convened on November 13-15 1995 by E. Falgarone and D. Schertzer within the framework of the Groupe de Recherche Mecanique des Fluides Geophysiques et Astrophysiques (GdR MFGA, Research Group of Geophysical and Astrophysical Fluid Mechanics) of Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS, (French) National Center for Scientific Research). This Research Group is chaired by A. Babiano and the meeting was held at Ecole Normale Superieure, Paris, by courtesy of its Director E. Guyon. More than sixty attendees participated to this workshop, they came from a large number of institutions and countries from Europe, Canada and USA. There were twenty-five oral presentations as well as a dozen posters. A copy of the corresponding book of abstracts can be requested to the conveners. The theme of this meeting is somewhat related to the series of Nonlinear Variability in Geophysics conferences (NVAG1, Montreal, Aug. 1986; NVAG2, Paris, June 1988; NVAG3, Cargese (Corsica), September, 1993), as well as seven consecutive annual sessions at EGS general assemblies and two consecutive spring AGU meeting sessions devoted to similar topics. One may note that NVAG3 was a joint American Geophysical Union Chapman and European Geophysical Society Richardson Memorial conference, the first topical conference jointly sponsored by the two organizations. The corresponding proceedings were published in a special NPG issue (Nonlinear Processes in Geophysics 1, 2/3, 1994). In comparison with these previous meetings, MFGA-IDT2 is at the same time specialized to fluid turbulence and its intermittency, and an extension to the fields of astrophysics. Let us add that Nonlinear Processes in Geophysics was readily chosen as the appropriate journal for publication of these proceedings since this journal was founded in order to develop interdisciplinary fundamental research and corresponding innovative nonlinear methodologies in Geophysics. It had an appropriate editorial structure, in particular a large number of editors covering a wide range of methodologies, expertises and schools. At least two of its sections (Scaling and Multifractals, Turbulence and Diffusion) were directly related to the topics of the workshop, in any case contributors were invited to choose their editor freely. 2 Goals of the Workshop The objective of this meeting was to enhance the confrontation between turbulence theories and empirical data from geophysics and astrophysics fluids with very high Reynolds numbers. The importance of these data seems to have often been underestimated for the evaluation of theories of fully developed turbulence, presumably due to the fact that turbulence does not appear as pure as in laboratory experiments. However, they have the great advantage of giving access not only to very high Reynolds numbers (e.g. 1012 for atmospheric data), but also to very large data sets. It was intended to: (i) provide an overview of the diversity of potentially available data, as well as the necessary theoretical and statistical developments for a better use of these data (e.g. treatment of anisotropy, role of processes which induce other nonlinearities such as thermal instability, effect of magnetic field and compressibility ... ), (ii) evaluate the means of discriminating between different theories (e.g. multifractal intermittency models) or to better appreciate the relevance of different notions (e.g. Self-Organized Criticality) or phenomenology (e.g. filaments, structures), (iii) emphasise the different obstacles, such as the ubiquity of catastrophic events, which could be overcome in the various concerned disciplines, thanks to theoretical advances achieved. 3 Outlines of the Workshop During the two days of the workshop, the series of presentations covered many manifestations of turbulence in geophysics, including: oceans, troposphere, stratosphere, very high atmosphere, solar wind, giant planets, interstellar clouds... up to the very large scale of the Universe. The presentations and the round table at the end of the workshop pointed out the following: - the necessity of this type of confrontation which makes intervene numerical simulations, laboratory experiments, phenomenology as well as a very large diversity of geophysical and astrophysical data, - presumably a relative need for new geophysical data, whereas there have been recent astrophysical experiments which yield interesting data and exciting questions; - the need to develop a closer intercomparison between various intermittency models (in particular Log-Poisson /Log Levy models). Two main questions were underlined, in particular during the round table: - the behaviour of the extremes of intermittency, in particular the question of divergence or convergence of the highest statistical moments (equivalently, do the probability distributions have algebraic or more rapid falloffs?); - the extension of scaling ranges; in other words do we need to divide geophysics and astrophysics in many small (nearly) isotropic subranges or is it sufficient to use anisotropic scaling notions over wider ranges? 4 The contributions in this special issue Recalling that some of the most useful insights into the nature of turbulence in fluids have come from observations of geophysical flows, Van Atta gives a review of the impacts of geophysical turbulence data into theories. His paper starts from Taylor's inference of the nearly isotropy of atmospheric turbulence and the corresponding elegant theoretical developments by von Karman of the theory of isotropic turbulence, up to underline the fact that the observed extremely large intermittency in geophysical turbulence also raised new fundamental questions for turbulence theory. The paper discusses the potential contribution to theoretical development from the available or currently being made geophysical turbulence measurements, as well as from some recent laboratory measurements and direct numerical simulations of stably stratified turbulent shear flows. Seuront et al. consider scaling and multiscaling properties of scalar fields (temperature and phytoplankton concentration) advected by oceanic turbulence in both Eulerian and Lagrangian frameworks. Despite the apparent complexity linked to a multifractal background, temperature and fluorescence (i.e. phytoplankton biomass surrogate) fields are expressed over a wide range of scale by only three universal multifractal parameters, H, \\alpha and C_l. On scales smaller than the characteristic scale of the ship, sampling is rather Eulerian. On larger scales, the drifting platform being advected by turbulent motions, sampling may be rather considered as Lagrangian. Observed Eulerian and Lagrangian universal multifractal properties of the physical and biological fields are discussed. Whereas theoretical models provide different scaling laws for fluid and MHD turbulent flows, no attempt has been done up to now to experimentally support evidence for these differences. Carbone et al. use measurements from the solar wind turbulence and from turbulence in ordinary fluid flows, in order to assess these differences. They show that the so-called Extended Self-Similarity (ESS) is evident in the solar wind turbulence up to a certain scale. Furthermore, up to a given order of the velocity structure functions, the scaling laws of MHD and fluids flows axe experimentally indistinguishable. However, differences can be observed for higher orders and the authors speculate on their origin. Dudok de Wit and Krasnosel'skikh present analysis of strong plasma turbulence in the vicinity of the Earth's bow shock with the help of magnetometer data from the AMPTE UKS satellite. They demonstrate that there is a departure from Gaussianity which could be a signature of multifractality. However, they point out that the complexity of plasma turbulence precludes a more quantitative understanding. Finally, the authors emphasise the fact that the duration of records prevents to obtain any reliable estimate of structure functions beyond the fourth order. Sylos Labini and Pietronero discuss the problem of galaxy correlations. They conclude from all the recently available three dimensional catalogues that the distribution of galaxies and clusters is fractal with dimension D ~ 2 up to the present observational limits without any tendency towards homogenization. This result is discussed in contrast to angular data analysis. Furthermore, they point out that the galaxy-cluster mismatch disappears when considering a multifractal distribution of matter. They emphasise that a new picture emerges which changes the standard ideas about the properties of the universe and requires a corresponding change in the related theoretical concepts. Chilla et al. investigate with the help of a laboratory experiment the possible influence of the presence of a large scale structure on the intermittency of small scale structures. They study a flow between coaxial co-rotating disks generating a strong axial vortex over a turbulent background. They show that the cascade process is preserved although strongly modified and they discuss the relevance of parameters developed for the description of intermittency in homogeneous turbulence to evaluate this modification.

La morphologie des galaxies est la conséquence d'un ensemble de processus physiques qui interagissent et façonnent les galaxies depuis leur formation. Un des buts d'une classification morphologique est de rendre compte de ces processus physiques, c'est-à-dire être physiquement interprétable, cohérente et complète. La classification morphologique de Hubble n'est plus un outil adapté aux besoins de l'astrophysique moderne. D'une part la morphologie des galaxies change avec la longueur d'onde. D'autre part, une proportion croissante avec le redshift de galaxies n'entre pas dans la séquence de Hubble. Cette thèse décrit un système de classification multi-longueur d'onde automatique et objectif, basé sur les paramètres quantitatifs de concentration et d'asymétrie des galaxies. La méthode a été appliquée avec succès à un échantillon de 456 galaxies à haut redshift, et constitue un outil prometteur pour contraindre les modèles de formation et d'évolution des galaxies.

Dans le Groupe Local de galaxies, nous pouvons distinguer deux catégories de galaxies naines. Les galaxies dIrr présentent une certaine cohérence de rotation disque. A contrario, les galaxies dSph ont une forme sphérique. Dans le scénario du mécanisme d’agitation par effet de marée, les galaxies naines à disque sont progressivement transformées en sphéroïdales sous l’interaction répétée avec la galaxie hôte. Au cours de cette évolution, une barre se forme dans le disque stellaire de la galaxie naine. D'abord nous étudions la structure orbitale dans la simulation $N$-corps. Nous déterminons ensuite les fréquences et formes orbitales des étoiles. La plupart des orbites (plus de $80\%$) présentent une forme de boîte. Environ $8\%$ seulement des orbites appartiennent à la famille standard x$_1$. Ensuite nous étudions l’impact de deux paramètres: la taille de l’orbite de la naine et l’inclinaison de son disque. Les barres les plus marquées se forment sur des orbites intermédiaires alors qu’une augmentation de l’inclinaison tend à diminuer les barres. Plus de passages au péricentre affaiblissent les barres. Enfin, nous étudions l’impact du milieu interstellaire en variant la proportion de gaz. Une barre de taille similaire se forme systématiquement dans la composante stellaire des naines. Cependant, la composante gazeuse demeure grossièrement axisymétrique. Dans les modèles contenant peu de gaz, les barres sont plus marquées et perdurent jusqu’à la fin des simulations. Quant aux galaxies naines avec une proportion de gaz plus élevée, elles sont détruites après leur second ou troisième passage au péricentre
In the Local Group of galaxies we can distinguish two categories of dwarf galaxies. The dIrr galaxies exhibit certain degree of discy rotation, whereas the dSph galaxies have spheroidal shapes. In the tidal stirring scenario initially disky dwarf galaxies are transformed into spheroids due to repeated interactions with the host galaxy. An intermediate stage of this process involves the formation of a tidally induced bar in the stellar disc of the dwarf. First, we study the orbital structure in an $N$-body simulation. We determined orbital frequencies and shapes of stars. Majority of the orbits (more than $80\%$) have boxy shapes, while only about $8\%$ belong to the classical family x$_1$. Then, we study impact of two parameters: the size of the orbit of the dwarf and the inclination of its disc. The most pronounced bar was created on the intermediate-sized orbit while increasing the inclination leads to weaker bars. During further pericenter passages the bars were weakened and shortened. Finally, we study the impact of the interstellar medium varying gas fraction. In all cases bars of similar length formed in the stellar component of the dwarfs. However, the gaseous component remained approximately axisymmetric. In the models with a lower gas fraction the bars were more pronounced and survived until the end of the simulations, while in the dwarfs with a higher gas fraction the bars were destroyed after the second or third pericenter passages

L'objet de cette these est l'etude de la morphologie, de la cinematique et des populations stellaires des galaxies de type precoce distantes et massives. Dans le but de contraindre la formation d'etoile et des histoires d'assemblage de la population des galaxies de type precoce, il est necessaire d'explorer l'evolution de leur relation d'echelle, tel que le plan fondamental, les relations luminosite-taille et masse-taille. Cette these a eut pour but d'explorer l'evolution de la luminosite et la masse des etoiles comme une fonction de la taille de la galaxie, du type morphologique et de l' environnement galactique depuis z = 2. 5. Pour comprendre si une evolution acceleree des amas de galaxies de type precoce est notable au dela de z = 1 et jusqu'a z=1. 3, nous etudions, dans cette these, les masses des galaxies et la distribution des ages aussi bien comme parametres morphologique dans le champ que dans les amas. Les galaxies hotes des puissantes sources radio representent des balises uniques et robustes pour les galaxies les plus massives de l'univers. Les galaxies radio a grand redshift (HzRGs) forment une sequence en redshift qui trace l'enveloppe des galaxies radio-quiet et qui est bien modelisee par l'evolution d'une population stellaire formee a grand redshift a partir d'un reservoir de 1012 masses solaires. Ainsi, une seconde partie de ce travail de these a pour but l'etude, a chaque epoque cosmique, des galaxies les plus massives, grace a des observations ciblees sur un echantillon de 70 HzRGs a 1 < z < 5. 2. L'objectif est de fournir une couverture complete des SEDs des HzRGs afin de contraindre les ages et masses des galaxies
The scope of this thesis is to study the morphology, the cinematics and the stellar populations of massive distant early type galaxies. To constrain the star formation and assembly history of the early type galaxy population one needs to explore the evolution of scaling relations such as the fundamental plane, the luminosity-size and the mass-size relation. This thesis aims at exploring the evolution of the stellar mass and luminosity as a function of the size, the morphological type and of the environment since z = 2. 5. To understand whether an accelerated evolution is present between 1. 0 < z < 1. 3, we study the galaxy mass and ages distribution as well as the morphological parameters both in the field and in the cluster environment. The galaxy host of powerful radio sources represent unique beacons for the most massive systems in the universe. The high redshift radio galaxies (HzRGs) form a straight sequence in redshift which traces the radio-quiet ones and which is well modeled by the evolution of an old stellar population formed at very high redshift from a reservoir of 1012 solar masses. A second part of this thesis is devoted to the study, at any cosmic epoch, of the most massive galaxies by studying observations of 70 HzRGs a 1 < z < 5. 2. The main goal is to completely cover the SED of HzRGs in order to constrain galaxy ages and masses

Cette thèse présente des études d'observation de l'évolution des galaxies elliptiques naines. Les dE sont population dominante dans les amas des galaxies, mais leur origine et évolution est une question de discussion. Plusieurs scénarios d'enlèvement de gaz des dE existent : vents galactiques, pression dynamique dépouillant, harassment gravitationnel. Nous présentons la nouvelle méthode d'évaluation des paramètres de population stellaires et de la cinématique interne, basés sur des spectres observés par ajustage de précision par les populations synthétiques de PEGASE. HR. Nous nous appliquons cette technique aux observations 3D-spectroscopic des galaxies dE dans l'ama Virgo et les groupes proches et la spectroscopie multiobject de plusieurs douzaines de dEs dans l'ama Abell 496. Nous présentons la découverte de jeunes noyaux dans les dE galaxies lumineuses dans l'ama Virgo. Basé sur l'analyse des données de nos observations nous concluons cela : (1) il y a une connection évolutionnaire entre les dEs et les dIrrs (2) le scénario le plus probable de l'enlèvement de gaz est pression dynamique dépouillant par le matière intergalactique
This thesis presents observational studies of evolution of dwarf elliptical galaxies. DE's are numerically dominant population in clusters of galaxies, but their origin and evolution is a matter of debate. Several scenarios of gas removal from dE's exist: galactic winds, ram pressure stripping, gravitaional harassment. We present new method to estimate stellar population parameters and internal kinematics, based on fitting observed spectra in the pixel space by PEGASE. HR synthetic populations. We apply this technique to 3D-spectroscopic observations of dE galaxies in the Virgo cluster and nearby groups and multiobject spectroscopy of several dozens of dE's in the Abell 496 cluster. We present discovery of young nuclei in bright dE galaxies in the Virgo cluster. Based on the analysis of observational data we conclude that: (1) there is an evolutionary connection between dE's and dIrr's, (2) the most probable scenario of gas removal is ram pressure stripping by the intergalactic medium

Comprendre les processus de flux de gaz entrant et sortant des galaxies est crucial pour les études de l’évolution des galaxies. Cependant, l’observation du médium circum-galactique (CGM) faible et diffus, où se déroulent ces processus, reste difficile. Dans ce travail, j’explore différentes méthodes pour observer, simuler et caractériser le gaz autour des galaxies dans le CGM. J'ai identifié et caractérisé des homologues de galaxie aux systèmes lorentziens (DLA) à z équivalent 1 en utilisant des observations au télescope spatial de Hubble (HS) hautement résolues spatialement. Je détermine leurs masses stellaires et constate que les galaxies sont généralement moins massives que la population moyenne des galaxies, mais suivent les tendances prédites en termes de taux de formation d'étoiles et de métallicité. La haute résolution spatiale des données optiques HST permet également de mieux regarder la morphologie de ces galaxies et de révéler des structures complexes et inattendues. Pour cartographier le CGM nous avons besoin d’observations en émission. Pour améliorer les stratégies d’observation du CGM en émission, j’ai calculé des prédictions à partir de simulations de zoom cosmologique dédiées, post-traitées avec un modèle d'émission du code CLOUDY. Cette combinaison permet de créer des cubes de données de type galaxie halo de type IFU simulés qui sont ensuite utilisés comme entrées dans les modèles d’instruments afin de préparer les observations CGM avec FIREBall-2 (spectrographe UV sur ballon) et HARMONI (IFU proche infrarouge sur l’ELT). Je trouve que FIREBall-2 est capable de détecter Ly alpha et que HARMONI est compétitif pour les études CGM
Understanding the processes of gas flows in and out of galaxies is crucial in galaxy evolution studies. Yet, observations of the faint and diffuse Circum-Galactic Medium (CGM), where these processes take place, remain challenging. In this work, I explore different methods to observe, simulate and characterise the gas around galaxies in the CGM. I identified and characterised galaxy counterparts to Damped Lyman-alpha Absorbers (DLAs) at z equivalent 1 using highly spatially resolved Hubble Space Telescope (HST) observations. I determine their stellar masses and find that the galaxies are generally less massive than the average galaxy population, but follow the predicted trends in terms of star formation rate and metallicity. The high spatial resolution of the optical HST data also allows for a closer look at the morphology at those galaxies and reveals complex, unexpected structures. While absorption lets us investigate very faint gas, it is usually limited to a single line of sight and we need observations in emission to map the CGM and gain information on its extent and clumpiness. To improve observing strategies of the CGM in emission, I make predictions from dedicated cosmological zoom-in simulations, post-processed with a CLOUDY emission model. This combination allows to create mock IFU-like galaxy halo data cubes which are next used as input to instrument models in order to prepare CGM observations with FIREBall-2 (UV spectrograph on a balloon) and HARMONI (near-infrared IFU on the ELT). I predict that FIREBall-2 is capable of detecting Ly alpha and find HARMONI to be competitive for CGM studies

Les galaxies à coquilles sont des galaxies qui paraissent normales à tous égards, mais qui sont entourées par de faibles ''rides'' de lumière en forme d'arcs: les coquilles. Ce n'est qu'au début des années 1980 que l'importance du phénomène est apparue, avec la publication par Malin et Carter d'une liste de 140 galaxies à coquilles, elliptiques et lenticulaires pour la plupart. Les premières observations ont montré que ces coquilles étaient de nature stellaire. Deux types de modèles ont été proposés: d'après certains, les coquilles se seraient formées à partir du gaz intra-galactique comprimé par une onde de choc provoquée par un sursaut d'activité du noyau de la galaxie (origine interne); d'après d'autres, ce seraient des ondes de densité d'étoiles provenant d'une galaxie-compagnon qui aurait été absorbée par la galaxie-hôte (formation par fusion). Pour trouver la réponse à ce problème astrophysique nouveau, l'auteur a entrepris un vaste programme d'observation de toutes les galaxies du catalogue de Malin et Carter en collaboration avec des chercheurs australiens et britanniques, en spectroscopie et imagerie CCD. Ce travail de thèse qui comporte une partie observationnelle, une étude des propriétés statistiques de ces objets, et une étude approfondie de quelques galaxies typiques, a conduit à un grand nombre de résultats nouveaux parmi lesquels on peut noter: 1. Une étude détaillée d'un échantillon d'une vingtaine d'objets a montré que la morphologie des coquilles (distribution radiale, ellipticités, angles caractéristiques), et leur photométrie (étude des profils, luminosité intégrée, et indices de couleurs) sont en accord avec les prédictions des modèles de formation par fusion. 2. Les observations spectroscopiques de 100 galaxies à coquilles ont mis en évidence une formation stellaire massive et récente pour 20% des objets, ce qui était complètement inattendu pour des galaxies elliptiques et lenticulaires. Les spectres de certains objets sont du même type que ceux des galaxies actives ''E+A'' qui ont été découvertes dans les amas lointains et qui sont associées à l'effet "Butcher-Oemler". Nos observations suggèrent donc que l'accrétion d'un compagnon est un processus efficace pour réactiver la formation stellaire dans les galaxies elliptiques et que les interactions entre galaxies peuvent expliquer le taux anormalement élevé de galaxies actives dans les amas lointains. 3. La photométrie des coquilles (délicate, car ces structures sont très faibles) a montré qu'elles peuvent être plus rouges, mais qu'elles sont généralement plus bleues que le reste de la galaxie, ce qui est compatible avec l'absorption d'un compagnon de population stellaire plus jeune. Des gradients de couleur importants existent parfois même le long d'une même coquille. Ce dernier résultat qui semblait à priori difficile à comprendre, s'est éclairé par quelques unes de nos simulations de collisions, en suivant les orbites des étoiles des différentes composantes du compagnon (bulbe-disque). 4. Une étude approfondie de NGC~3923, le système le plus riche (avec plus de 20 coquilles), a permis d'établir que pour cet objet, les coquilles sont vraisemblablement le résultat d'une collision radiale avec un compagnon elliptique de masse environ 1/10 de celle de la galaxie. Après avoir perdu la plus grande partie de ses étoiles lors du premier passage dans les régions centrales, le compagnon s'est ensuite progressivement dépouillé des étoiles restantes, tout en subissant un freinage par friction dynamique, ce qui l'a entrainé dans les régions les plus internes de la galaxie. 5. Une corrélation est apparue entre la morphologie des systèmes de coquilles et l'ellipticité apparente de la galaxie-hôte. Les systèmes alignés ne sont visibles qu'autour de galaxies allongées, et les systèmes ''en pétales'' qu'autour de galaxies d'apparence circulaire. Cette corrélation traduit l'influence du potentiel total de la galaxie (y compris celui de l'éventuel halo de matière noire), sur la géométrie des coquilles. 6. A partir du taux d'observation de galaxies à coquilles, et de la durée de vie des systèmes, il est possible d'en déduire une estimation de la fréquence des collisions entre galaxies, et une limite supérieure à la masse de matière invisible contenue à l'intérieur des systèmes de coquilles. Avec un taux de 10%, et une durée de vie de l'ordre de 2 à 3 milliards d'années, les galaxies elliptiques auraient ainsi fusionné en moyenne avec un ou deux compagnons. La limite supérieure de la masse de la matière invisible contenue à l'intérieur des systèmes serait ainsi de l'ordre de 50 fois la masse de la composante visible. En conclusion, cette étude permet d'établir à peu près définitivement que le modèle de formation par fusion est le seul à rendre compte des propriétés observationnelles des coquilles. De part leur comportement de particules-test, les étoiles des coquilles offrent une occasion unique de sonder le potentiel total des galaxies, y compris celui des halos massifs invisibles. L'importance des interactions gravitationnelles pour la formation et l'évolution des galaxies semble désormais bien établie, et les galaxies à coquilles, résultats de collisions entre galaxies, permettent donc d'étudier une phase cruciale dans l'évolution des galaxies.

La formation des étoiles est au coeur du cycle d'évolution des galaxies. A partir de leur réservoir de gaz (et de son remplissage éventuel par accrétion ou fusion), des étoiles se forment à un taux appelé par définition le taux de formation Stellaire (soit SFR pour Star Formation Rate en anglais), avec un impact énorme sur de nombreux aspects de l'évolution des galaxies. Cette HDR présente tout d'abord le formalisme de la formation stellaire (SFR, IMF), quelques suggestions théoriques concernant les phénomènes affectant le SFR sur diverses échelles spatiales dans les galaxies, les méthodes de détermination empirique du SFR à partir d'observables. Une partie importante est dédiée aux "lois" de formation stellaire (e.g. loi de Schmidt) sur diverses échelles (loi locale, loi radiale, loi globale). Finalement, la dernière partie concerne les plus grandes échelles (évolution du SFR "cosmique" et effet d'environnement.

La compréhension des mécanismes de formation et d'évolution des galaxies dans un cadre cosmologique demeure un grand défi de l'astrophysique moderne. En particulier, la contribution des processus de fusion lors de l'assemblage cosmologique de masses est encore mal comprise. Dans ce contexte, l'étude du support dynamique des galaxies est un moyen permettant de contraindre les différents scénarios d'évolution. Dans une première partie, je présente ma contribu- tion à l'analyse cinématique des galaxies de l'échantillon MASSIV composé de 83 galaxies jeunes...

Les images sont des données essentielles de l’astrophysique moderne, surtout galactique. La classification morphologique des galaxies est une tâche captivante mais difficile, notamment pour les galaxies distantes convoluées par une réponse impulsionnelle et souffrant d’un faible rapport signal sur bruit. Cette thèse propose un système de classification d’images de galaxies de résolution variable. Etant à la confluence de trois disciplines : l’astronomie (propriétés des galaxies), le traitement du signal (analyse d’images) et l’intelligence artificielle (apprentissage supervisé), le travail a été réalisé au sein du projet EFIGI (http://www. Efigi. Org), une collaboration de laboratoires de recherche français (IAP, LTCI, LRDE, LAM, OMP and CRAL). Les deux premiers chapitres, dédiés à l’astronomie, expliquent comment un jeu de données morphologiques robuste a été assemblé. Les chapitres trois à cinq, concernant l’informatique, détaillent l’acquisition et l’utilisation des données d’entrée des classifieurs. Le chapitre 1 introduit l’astronomie extragalactique et la morphométrie des galaxies. Le chapitre 2 décrit le catalogue de galaxies CFIGI contenant des données morphologiques détaillées. Le chapitre 3 présente le logiciel NFIGI, écrit dans le but de supprimer des images les sources parasites (étoiles). Le chapitre 4 propose une technique de réduction dimensionnelle grâce à SExFIGI, un logiciel de décomposition d’images de galaxies sur une base “d’anneaux” concentriques. Le chapitre 5 conclut avec les systèmes supervisés de détermination automatique de paramètres morphologiques (le rapport bulbe/total, la courbure des bras, la présence d’une barre, et d’autres)
Images data is key to modern astrophysics, especially while trying to define galaxies. Galaxy morphological classification is an enthralling but difficult task. This is particularly true while dealing with distant galaxies convolved by a point-spread function and suffering from a poor signal-to-noise ratio. This thesis proposes an automatic system to classify images of galaxies with varying resolution. Being at the intersection of three disciplines: astronomy (properties of galaxies), signal processing (image analysis), and artificial intelligence (supervised learning), the work has been realized as part of the project EFIGI (http://www. Efigi. Org), a collaboration of French research laboratories (IAP, LTCI, LRDE, LAM, OMP and CRAL). The first two chapters, dedicated to astronomy, show how a robust set of morphological data was put together. Chapters three to five, on computer science, clarify the acquisition and usage of the input data for the classifiers. Chapter 1 introduces extragalactic astronomy and galactic morphology. Chapter 2 describes the catalogue of galaxies called CFIGI, which contains detailed morphological information. CFIGI is the result of fruitful work collaboration with seven astronomers. Chapter 3 introduces the tool NFIGI, which was written to clean images of galaxies from contaminating sources (like stars). Chapter 4 proposes a technique of dimensional reduction using SExFIGI, a software to decompose images of galaxies on a basis of concentric “rings”. Chapter 5 concludes with the supervised systems that automatically determine a set of morphological parameters (bulge/total ratio, arm curvature, bar strength, and others)