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Dissertations / Theses on the topic 'Galaxie : structure'
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Nieuwmunster, Niels. "Les systèmes les plus denses de l'Univers : le disque nucléaire." Electronic Thesis or Diss., Université Côte d'Azur, 2024. http://www.theses.fr/2024COAZ5041.
Full textAbstract:
Comprendre la formation et l'évolution des galaxies, et en particulier de leurs centres galactiques, est l'une des questions les plus intrigantes de l'astrophysique moderne. De nombreuses galaxies spirales comme la Voie lactée présentent en leur centre un disque nucléaire (NSD). Celui de la Voie lactée est, avec l'amas central et le trou noir super massif central, l'une des principales composantes internes et l'un des meilleurs laboratoires locaux disponibles pour étudier l'évolution des galaxies. En raison de la forte extinction, de l'importante densité d'étoiles et de la superposition de multiples structures le long de la ligne de visée, les études des régions internes de la Voie Lactée sont cependant très difficiles et très peu ont été réalisées jusqu'à présent. Grâce à des données récentes, cette thèse vise à dévoiler les processus physiques qui ont conduit à la formation du NSD et ses liens avec les autres composantes de la Voie Lactée. Ce manuscrit est divisé en trois parties correspondant aux différentes méthodologies utilisées. Pour la première partie, grâce à la spectroscopie en proche infrarouge à haute résolution, j'ai effectué une analyse chimique d'étoiles géantes froides situées dans le bulbe Galactique interne. J'ai mesuré les abondances détaillées des éléments alpha : silicium, magnésium et calcium, en utilisant des données théoriques récentes et précises telles qu'une liste de raies mise à jour, des paramètres d'élargissement et les corrections de l'équilibre thermodynamique non local. Sur la base des abondances dérivées, un modèle d'évolution chimique adapté au bulbe Galactique interne a été construit. J'ai également utilisé l'analyse spectrale pour mesurer automatiquement le rapport isotopique du carbone dans les étoiles géantes du voisinage solaire afin d'établir une relation avec la masse stellaire astérosismique. Cela permettrait d'estimer les âges stellaires dans des régions éloignées telles que le NSD. Dans la deuxième partie de cette thèse, j'ai étudié la dynamique des étoiles observées dans le NSD de la Voie Lactée en faisant une analyse orbitale. J'ai calculé les orbites dans un potentiel gravitationnel non-axisymétrique tenant compte des effets de la barre Galactique et j'ai dérivé leurs fréquences fondamentales. Cela m'a permis d'identifier les résonances orbitales et les différentes familles d'orbites qui peuvent être présentes dans le NSD. En plus des observations, les simulations sont d'un grand intérêt pour comprendre les processus physiques qui ont formé les régions internes de la Galaxie. Dans cette dernière partie, j'ai utilisé une simulation hydrodynamique à N-corps d'une galaxie isolée semblable à la Voie Lactée afin d'étudier la formation de son NSD. Cette simulation a permis de faire une première comparaison entre les observations et les simulations en termes de chimie et de dynamiqueUnderstanding the formation and evolution of galaxies and in particular their galactic centres is one of the most intriguing questions in modern astrophysics. Many spiral galaxies like the Milky Way feature a nuclear stellar disc (NSD) in their centre. The Milky Way's NSD is, together with the nuclear star cluster and the central super massive black hole, one of the main inner components and best local laboratories available for studying galaxy evolution. Because of high extinction, crowding, and the superposition of multiple structures along the line of sight, studies of the inner regions of the Milky Way are however very challenging and very little has been done so far. Thanks to recent data, this thesis aims at unveiling the physical processes which led to the formation of the NSD and its links with the other components of the Milky Way. This manuscript is divided into three parts corresponding to the different methodologies used.For the first part, thanks to high-resolution near-infrared spectroscopy, I carried out a chemical analysis of cool giant stars located in the inner Galactic bulge. I measured detailed abundances of the alpha-elements: silicon, magnesium and calcium, using recent and precise theoretical data such as an updated line list, broadening parameters and non-local thermodynamic equilibrium corrections. Based on the derived abundances, a tailored chemical evolution model for the inner Galactic bulge was constructed. I also used spectral analysis to measure the carbon isotopic ratio automatically in solar neighbourhood giant stars in order to establish a relation with asteroseismic stellar mass. This would allow to estimate stellar ages in distant regions such as the NSD.In the second part of this thesis, I studied the dynamics of stars observed in the Milky Way's NSD by doing an orbital analysis. I computed orbits in a non-axisymmetric gravitational potential accounting for the effects of the Galactic bar and derived their fundamental frequencies. This allowed me to identify the orbital resonances and then the different orbit families that may be present in the NSD.In addition to observations, simulations are of great interest to fully understand the physical processes that formed the inner regions of the Galaxy. In this final part, I used a N-body hydrodynamic simulation of an isolated Milky Way like galaxy in order to study the formation of its NSD. This simulation allowed to do a first comparison between observations and simulations in terms of chemistry and dynamics
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Machado, murtinheiras martins Andre. "Statistical analysis of large scale surveys for constraining the Galaxy evolution." Thesis, Besançon, 2014. http://www.theses.fr/2014BESA2026/document.
Full textAbstract:
La formation et l'évolution du disque épais de la Voie Lactée restent controversées. Nous avons utilisé un modèle de synthèse de la population de la Galaxie, le Modèle de la Galaxie de Besançon (Robin et al., 2003), qui peut être utilisé pour l'interprétation des données, étudier la structure galactique et tester différents scénarios de formation et évolution Galactique. Nous avons examiné ces questions en étudiant la forme et la distribution de métallicité du disque mince et du disque épais en utilisant l'approche de synthèse de la population. Nous avons imposé sur des simulations les erreurs d'observation et les biais afin de les rendre directement comparables aux observations. Nous avons corrigé les magnitudes et les couleurs des étoiles de la simulation, en utilisant un modèle d'extinction. Les modèles d'extinction disponibles ne reproduisent pas toujours la quantité exacte d'extinction le long de la ligne de visée. Un programme a été développé pour corriger la distribution de l'extinction en fonction de la distance le long de ces lignes. Les extinctions correctes ont ensuite été appliquées sur les simulations du modèle. Nous avons étudié la forme du disque mince en utilisant des données photométriques aux basses latitudes du sondage SDSS-SEGUE. Nous avons comparé qualitativement et quantitativement les observations et les simulations et nous avons essayé de contraindre la fonction de masse initiale. En utilisant la spectroscopie du relevé SEGUE, nous avons sélectionné les étoiles du turn-off de la séquence principale (MSTO) (Cheng et al 2012) et des géantes K pour étudier la distribution de métallicité du disque mince et du disque épais. Nous avons calculé une estimation de distance pour chaque étoile à partir de la relation entre les températures effectives et magnitudes absolues pour les catalogues observés et simulés. Ces deux catalogues ont les mêmes biais sur les distances, elles sont donc comparables. Nous avons développé un outil basé sur une méthode MCMC-ABC pour déterminer la distribution de la métallicité et étudier les corrélations entre les paramètres ajustés. Nous avons confirmé la présence d'un gradient de métallicité radiale de -0.079 ± 0.015 dex kpc−1 pour le disque mince. Nous avons obtenu une métallicité du disque épais au voisinage solaire de -0.47 ± 0.03 dex, compatible avec les résultats obtenus par les études précédentes. De plus, le disque épais ne montre pas de gradient, mais les données sont compatibles avec un gradient positif intérieur suivi d'un négatif extérieur. Nous avons ensuite appliqué les outils développés au relevé spectroscopique Gaia-ESO et calculé la distribution de métallicité des étoiles F/G/K dans le disque mince et épais en supposant une formation en deux époques du disque épais de la Voie Lactée. Nous avons obtenu une métallicité locale dans le disque épais de -0.23 ± 0.04 dex légèrement plus élevée que celle obtenue avec SEGUE mais en accord avec Adibekyan et al. (2013) et un gradient de métallicité radiale du disque épais en accord avec notre analyse précédente des données de SEGUE et la littérature. La métallicité locale est en accord avec la littérature au niveau de 3σ mais parce que les données GES sont préliminaires, une analyse plus approfondie avec plus de données et de meilleurs calibrations doit être faite. L'existence d'un gradient plat dans le disque épais peut être une conséquence d'une formation à partir d’un gaz turbulent et bien homogène, ou bien un fort mélange radial a brassé après coup les étoilesThe formation and evolution of the thick disc of the Milky Way remain controversial. We made use of a population synthesis model of the Galaxy, the Besançon Galaxy Model (Robin et al. 2003), which can be used for data interpretation, study the Galactic structure and test different scenarios of Galaxy formation and evolution. We examined these questions by studying the shape and the metallicity distribution of the thin and thick disc using the population synthesis approach. We imposed on simulations observational errors and biases to make them directly comparable to observations. We corrected magnitudes and colors of stars, from the simulation, using an extinction model. The available extinction models do not always reproduce the exact quantity of extinction along the line of sight. A code to correct the distribution of extinction in distance along these lines have been developed and the corrected extinctions have been applied on model simulations. We studied the shape of the thin disc using photometric data at low latitudes from the SDSS-SEGUE survey. We compared qualitatively and quantitatively observations and simulations and try to constrain the Initial Mass Function. Using the spectroscopic survey SEGUE we selected Main Sequence Turnoff (MSTO) stars (Cheng et al 2012) and K giants to study the metallicity distribution of the thin and thick discs. We computed a distance for each star from the relation between effective temperatures and absolute magnitudes for the observed and simulated catalogs. These two catalogues have the same biases in distances, therefore are comparable. We developed a tool based on a MCMC-ABC method to determine the metallicity distribution and study the correlations between the fitted parameters. We confirmed a radial metallicity gradient of -0.079 ± 0.015 dex kpc−1 for the thin disc. We obtained a solar neighborhood metallicity of the thick disc of -0.47 ± 0.03 dex similar to previous studies and the thick disc shows no gradient but the data are compatible with an inner positive gradient followed by a outer negative one. Furthermore, we have applied the developed tools to the Gaia-ESO spectroscopic survey and computed the metallicity distribution of F/G/K stars in the thin and thick disc assuming a two epoch formation for the thick disc of the Milky Way. We obtained a local metallicity in the thick disc of -0.23 ± 0.04 dex slightly higher than the one obtained with SEGUE but in agreement with Adibekyan et al. (2013) and a radial metallicity gradient for the thick disc in agreement with our previous analysis of SEGUE data and the literature. The local metallicity is in fair agreement with literature at the 3σ level but because the GES data is an internal release under testing further analysis with more data and better calibrations have to be done. The existence of a flat gradient in the thick disc can be a consequence of an early formation from a highly turbulent homogeneous well mixed gas, unless it has suffered heavy radial mixing later on
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Siebert, Arnaud. "Structure et dynamique des disques de la Galaxie." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2003. http://www.theses.fr/2003STR13036.
Full text
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Jesseit, Roland. "The orbital structure of galaxies and dark matter halos in N-body simulations." [S.l. : s.n.], 2004. http://deposit.ddb.de/cgi-bin/dokserv?idn=970059388.
Full text
5
Pohlen, Michael. "The radial structure of galactic stellar disks surface photometric study on disk galaxies /." [S.l.] : [s.n.], 2001. http://deposit.ddb.de/cgi-bin/dokserv?idn=964128535.
Full text
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Conn, Anthony Rhys. "Structure of the M31 satellite system : bayesian distances from the tip of the red giant branch." Phd thesis, Université de Strasbourg, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01012081.
Full textAbstract:
This study focuses on the spatial distribution of the M31 satellite system. A new Bayesian technique for determining object distances from the Tip of their Red Giant Branch is developed and used to obtain distance probability distributions for M31and 27 of its satellite galaxies. These distances are then used to calculate the satellite positions in three dimensions. Subsequent analysis of the resulting spatial distribution reveals striking inhomogeneity, with roughly half of the satellites confined to a curiously oriented thin disk. The distribution is also markedly asymmetric, with the majority of satellites lying on the Milky Way side of M31.
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Martin, Nicolas. "A la recherche de structures stellaires du disque galactique au halo de la galaxie d'Andromède." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2006. https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2006/MARTIN_Nicolas_2006.pdf.
Full textAbstract:
Cette thèse a pour but la recherche et l’étude des structures stellaires résultant de l’accrétion de galaxies naines par notre Voie Lactée ou la galaxie d’Andromède (M31). En effet, les théories actuelles sur la formation des halos de galaxies indiquent qu’ils pourraient se construire avec le temps par l’absorption successive de petites structures galactiques. Dans la théorie LCDM actuellement privilégiée, plusieurs centaines de ces fragments proto-galactiques sont nécessaires pour former le halo d’une grosse galaxie comme la Voie Lactée ou M31. Les importantes forces de marée misent en jeu détruisent ces structures et produisent des courants d’étoiles et de matière noire le long de leur orbite. Bien que l’étude de ces structures est nécessaire pour comprendre la formation des galaxies, seuls les courants les plus massifs ont jusqu’à présent été étudiés : celui qui est produit par l’accrétion de la galaxie naine du Sagittaire autour de notre Galaxie et un courant géant qui s’étend sur plus de 100 kiloparsecs dans le halo de la galaxie d’Andromède. Afin de comprendre la formation du Groupe Local et la répartition de la matière noire dans les halos, il est primordial de détecter et de quantifier les courants d’accrétions plus anciens ou provenant de plus petits satellites. La publication de catalogues d’étoiles couvrant une part importante du ciel (2MASS, DENIS, SDSS) est une étape importante dans cette recherche car ils permettent de sonder et d’étudier en détail le halo et les régions extérieures du disque Galactique. En particulier, notre connaissance des parties extérieures des disques galactiques a été grandement modifiée par la découverte de nombreuses structures stellaires qui semblent être les restes de galaxies naines accrétées sur la Voie Lactée. Des structures similaires ont aussi été mises en évidence autour de la galaxie d’Andromède et pourraient indiquer un comportement général des galaxies spirales. Sur les bords de la Voie Lactée, la plus évidente de ces structures est l’Anneau de la Licorne, une structure stellaire qui semblent entourer le disque Galactique. La première partie de cette thèse se concentre sur la recherche du progéniteur de cet Anneau. A partir du catalogue stellaire 2MASS qui couvre tout le ciel dans l’infra-rouge proche, j’ai tracé la distribution des étoiles de la branche des géantes et des étoiles du Red Clump et ai révélé la présence d’une importante surdensité d’étoiles dans la constellation de Canis Major. Cette surdensité, restée jusqu’à présent cachée dans la poussière et la forte densité d’étoiles du disque Galactique, se situe au bord du disque, à environ un kiloparsec sous le plan Galactique. De forme elliptique, elle a une faible épaisseur et contient majoritairement une population stellaire d’ âge intermédiaire à ancien. Afin d’obtenir une meilleure compréhension de cette structure, je présente des données spectroscopiques de ses étoiles, obtenues à partir de trois instruments différents : un échantillon de près de 2 000 spectres observés avec le 2-degree Field sur l’Anglo-Australian Telescope dont la réduction a nécessité que je mette en place un nouveau protocole de réduction ; près de 1 000 spectres haute résolution observés avec l’instrument FLAMES monté sur le Very Large Telescope ; et plus de 600 spectres observés avec le nouvel instrument AAOMEGA, remplaçant du 2-degree Field. Ce dernier jeu de données représente les premières observations scientifiques obtenues avec cet instrument et, par comparaison avec les données FLAMES, je montre son très bon comportement. La comparaison de l’ensemble de ces données avec des modèles de la Voie Lactée montre que la surdensité de Canis Major ne peut être expliquée par notre connaissance actuelle de la morphologie de la Galaxie. J’en conclus que cette structure pourrait être les restes d’une accrétion dans le plan Galactique, potentiellement à l’origine de l’Anneau de la Licorne. Les étoiles de la surdensité suivent une orbite qui pourrait être compatible avec une telle accrétion et, par l’intermédiaire de simulations numériques, je montre en outre qu’un tel phénomène reproduit naturellement l’Anneau de la Licorne. Les vitesses radiales observées ne sont cependant pas incompatibles avec celles du disque Galactique et la structure pourrait aussi être une sous-structure du disque. L’analyse de plusieurs jeux de données me permet par ailleurs de révéler la présence de l’Anneau de la Licorne derrière la surdensité de Canis Major, devant la galaxie naine de Carina et devant la galaxie d’Andromède. L’ensemble de ces nouvelles détections permet de contraindre l’orbite du progéniteur de l’Anneau sur presque tout les deuxième et troisième quadrants Galactiques. Mes simulations indiquent que l’Anneau n’est pas une structure homogène mais doit être produit par la superposition sur le ciel des courants de marée d’une même accrétion, enroulés plusieurs fois autour de la Voie Lactée. Dans la deuxième partie de cette thèse, j’étudie le halo de la galaxie d’Andromède afin d’y quantifier les structures stellaires. En effet, une des difficultés majeures que rencontrent les modèles de formation galactique est leur surproduction, d’un facteur dix à cent par rapport aux observations, de satellites autour des galaxies telles la Voie Lactée ou la galaxie d’Andromède. Il est donc primordial de s’assurer que ces satellites, invisibles dans les observations effectuées jusqu’alors ne sont pas en fait fortement dominés par la matière noire et, de ce fait, très peu lumineux. Pour cette étude, j’utilise des données de la caméra grand champ Mega- Cam, montée sur le Télescope Canada-France-Hawaï. Le catalogue obtenu couvre un quart du halo de M31, d’une distance projetée de 50 à 150 kiloparsecs de celle-ci et il permet de suivre trois magnitudes de la branche des géantes de populations stellaires à cette distance. A partir de cet impressionnant relevé, je montre l’existence de seulement trois galaxies naines faiblement lumineuses dans cette partie du halo de la galaxie d’Andromède. La proximité de ces trois satellites et leur grande similitude pourraient par ailleurs indiquer qu’ils ont été amenés dans le halo de M31 par le même mécanisme. Une recherche automatique de sous-structures plus diffuses indique la présence d’une quinzaine de satellites potentiels qui pourraient donc résoudre le problème des satellites manquants s’ils sont confirmés par des observations plus profondes. Enfin, je montre que le halo extérieur de M31 présente aussi des signes d’accrétions passées. Le relevé me permet de mieux caractériser le courant de marée géant déjà mis en évidence. Je montre qu’il contient une population stellaire riche en métaux concentrée dans ses parties centrales, typique de l’accrétion d’une petite galaxie disque. Je mets par ailleurs en évidence plusieurs structures stellaires visibles jusqu’aux parties extérieures du halo de M31 et qui semblent être des courants d’accrétion diffus. L’ensemble de ces travaux montre que les halos de la Voie Lactée et de la galaxie d’Andromède sont, encore à notre époque, profondément influencés par les accrétions de galaxies satellites qui les peuplent de courants stellaires. L’étude de ces courants stellaires est donc primordiale pour comprendre l’histoire de la formation des galaxies.
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GOZ, DAVID. "Numerical simulations of galaxies in cosmological volumes." Doctoral thesis, Università degli Studi di Trieste, 2016. http://hdl.handle.net/11368/2908076.
Full textAbstract:
Modelling galaxy formation in a cosmological context is challenging due to many physical processes and a wide range of scales involved. It is then convenient to address the problem by means of numerical techniques. Cosmological simulations are still orders of magnitude away from capturing directly the spatial scales where stars actually form. The treatment of the interstellar medium, with multiple gas phases co-existing at very different densities and temperatures, needs to be included in simulations in the form of sub-resolution effective models.
In Murante et al. (2015), cosmological simulations of individual disk galaxies, carried out with GADGET-3 (Springel, 2005), are presented including the sub-resolution model MUlti-Phase Particle Integrator (MUPPI). Late-type galaxies are obtained with properties in broad agreement with observations (disk size, mass, surface density, rotation velocity, gas fraction) and also with results shown by other groups. During my PhD project, the properties of the bars in simulated galaxies are quantified and presented in Goz et al. (2015). Morphology, kinematic and radial streaming motions are in agreement with observations of local Universe (Seidel et al., 2015). In the GA galaxy, Fourier analysis of the surface density of the disk reveals that bar length and strength are remarkably independent of resolution. In the GA simulations, the onset of bar instability is found to take place when the disk is Toomre-unstable due to accumulation of mass in the disk. The complex task to calculate the emerging spectral energy distribution of a simulated galaxy, treating the reprocessing of light emitted by stars by means of dusty ISM, has been faced using the post-processing code GRASIL-3D (Dominguez-Tenreiro et al., 2014). During my PhD, GRASIL-3D has been interfaced with the outputs of the simulation and modified to better manage the quantities provided by the MUPPI algorithm. In this Thesis, results of a sample of simulated galaxies at z = 0 are shown, extracted from one large volume simulation presented by Barai et al. (2015), in which feedback and star formation are modelled by MUPPI. In broad agreement with observations of the local Universe, simulated galaxies reproduce the gas mass scaling, the main sequence, the relation between the gas-phase metallicity and stellar mass. Infrared predicted spectra, binned by stellar mass, gas metallicity, SFR and morphology, are remarkably in agreement with the available Herschel Reference Survey (Ciesla et al., 2014) templates calibrated with observations on nearby galaxies. H2 and HD are effective in cooling primordial gas below the temperature of ∼10^4 K, but usually the non-equilibrium radiative rates are only approximate in simulations, typically either assuming collisional ionization equilibrium or ignoring metal-line cooling altogether, rather than computing them explicitly. Maio et al. (2007) have extended a previous non-equilibrium calculations of Yoshida et al. (2003) in order to include in the numerical code GADGET a detailed chemical network and to follow the formation/destruction of a wide range of species, both with primordial and metal-enriched gas.
During my PhD project, the chemical network, presented by Maio et al. (2007), has been extended to take into account the H2 formation onto dust grains and its UV-photodissociation. Then, the modified chemical network has been coupled in two different preliminary forms with the MUPPI algorithm within GADGET-3. The main aim, motivated by the tight observed connection between molecular hydrogen and star formation (e.g. Kennicutt et al., 2007; Bigiel et al., 2008), is to devise a way to track self-consistently non-equilibrium abundance and cooling processes of H2 and H2-based star formation in smoothed particle hydrodynamic simulations.
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Beuret, Maxime. "Formation stellaire dans la galaxie et interaction avec le milieu interstellaire." Thesis, Strasbourg, 2016. http://www.theses.fr/2016STRAE017/document.
Full textAbstract:
Comment les étoiles se forment elles ?. Cette vaste question fait appel à des connaissances dans plusieurs domaines dont deux majeurs, la Formation Stellaire et le Milieu Interstellaire. C’est dans ce cadre générale que s’inscrit ma thèse. Notre galaxie est un vaste laboratoire d’études de cette formation et je me suis donc intéressé aux premières étapes de la formation des étoiles, allant du nuage moléculaire à la proto-étoile. J’ai principalement utilisé des données provenant du télescope Herschel qui nous fournit des images et des données dans l’infrarouge lointain et le domaine sub-milimétrique à une résolution inégalée. J’ai d’abord construit un catalogue de sources à l’aide d’un algorithme d’identification croisée, SPECFIND, puis appliqué un algorithme de clustering, MST, sur près de 100 000 sources afin de construire le premier catalogue d’amas d’objets stellaires jeunes à l’échelle galactique. Ceci m’a conduit à étudier les propriétés de ces amas et des sources les constituantHow stars form? This broad question uses knowledges in several areas, including two majors, the Star Formation and the Interstellar Medium. My thesis is a part of this overall framework. Our galaxy is a laboratory complex for the study of this formation. I became interested in the first stages of the star formations, from Molecular Clouds to protostars. I mainly used data from the Herschel telescope which provides us with images and data in the far infrared and sub-millimiter at an unparalleled resolution. First of all, I built a catalogue of young clumps using SPECFIND, an algorithm of cross-identification. Then I applied an algorithm of clustering, MST, over 100 000 young clumps to find over-densities in order to release the first catalogue of young stellar clusters in a galactic scale. Finally, I studied the physical properties of these clusters and their young clumps
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Terral, Philippe. "Structure du champ magnétique interstellaire dans le disque et le halo de notre galaxie." Thesis, Toulouse 3, 2016. http://www.theses.fr/2016TOU30234/document.
Full textAbstract:
La caractérisation du champ magnétique interstellaire de notre Galaxie représente un enjeu majeur de l'astrophysique. Une meilleure connaissance de ses propriétés, en particulier de sa structure, constituerait en effet un atout important pour de nombreux domaines de recherche allant de l'étude des rayons cosmiques à la dynamique de la Galaxie en passant par l'évolution du milieu interstellaire et la formation stellaire. Des observations radio récentes ont permis de mettre en évidence des caractéristiques communes dans la structure magnétique de galaxies proches semblables à la Voie Lactée. Lorsque les galaxies sont vues de face, les lignes de champ magnétique forment un motif en spirale proche de celui observé dans le visible. Lorsque les galaxies sont vues par la tranche, les lignes de champ magnétique sont parallèles au plan galactique dans le disque et ont une forme dite en "X" dans le halo. Il est dès lors naturel de se poser la question de la présence d'une telle structure en X dans le halo de notre propre Galaxie. L'objectif du travail que j'ai effectué lors de mes trois années de thèse a consisté à tenter d'apporter des éléments de réponse à cette question. Les difficultés sont principalement de deux ordres : d'une part, notre position, à l'intérieur de la Voie Lactée ne nous permet pas d'avoir une vision globale de sa structure magnétique à grande échelle ; d'autre part, le champ magnétique est inaccessible à une observation directe, il est donc nécessaire de mettre en oeuvre des techniques indirectes estimant certaines des caractéristiques du champ magnétique à partir de l'effet qu'il peut avoir sur une observable donnée. Pour ma part, j'ai basé mon travail sur l'effet de rotation Faraday. J'ai tout d'abord constitué une carte de référence observationnelle de la profondeur Faraday de notre Galaxie associée au champ magnétique à grande échelle. Pour cela, j'ai dû développer un modèle simple de champ magnétique turbulent afin de pouvoir en soustraire sa contribution à la profondeur Faraday de celle du champ magnétique total. J'ai ensuite construit des cartes théoriques de la profondeur Faraday de notre Galaxie basées sur un ensemble de modèles analytiques du champ magnétique à grande échelle compatibles avec différentes contraintes (théoriques et observationnelles) et dépendant d'un nombre raisonnable de paramètres libres. J'ai finalement ajusté les valeurs de ces paramètres au travers d'une laborieuse phase d'optimisation. Mon manuscrit se décompose en quatre chapitres principaux. Au chapitre 1, je présenterai le contexte de mon travail et j'énoncerai divers résultats généraux utiles à mon étude. Au chapitre 2, je passerai en revue l'ensemble des éléments nécessaires à ma modélisation et j'insisterai particulièrement sur le jeu de modèles analytiques de champ magnétique que j'ai utilisés. Au chapitre 3, je décrirai les procédures de simulation et d'optimisation. Au chapitre 4, je présenterai mes résultats. Dans ce dernier chapitre, je dériverai les valeurs des paramètres des différents modèles de champ conduisant au meilleur accord avec les observations, je tâcherai de préciser le rôle de chaque paramètre et son impact sur la carte théorique, et je discuterai les géométries autorisées dans les différents cas. Je montrerai que l'accord modèle-observation est légèrement meilleur avec un champ du halo bisymétrique qu'avec un champ du halo axiisymétrique et que dans le premier cas, un motif en X apparaît naturellement dans les cartes de polarisation alors que le champ magnétique est horizontal dans le second casCharacterization of the interstellar magnetic field of our Galaxy is a major challenge for astrophysics. A better understanding of its properties, particularly its structure, would be valuable in many research areas, from cosmic-ray studies to Galactic dynamics and including interstellar medium evolution and star formation. Recent radio observations uncovered common characteristics in the magnetic structure of nearby galaxies similar to the MilkyWay. In face-on galaxies, magnetic field lines appear to form a spiral pattern similar to that observed in the optical. In edge-on galaxies, magnetic field lines appear to be parallel to the galactic plane in the disc and X-shaped in the halo. One may naturally wonder whether such an X-shape structure is also present in the halo of our own Galaxy. The purpose of the work performed during my three years as a Ph.D. student was to try and provide some answers to this question. There are two major difficulties : on one hand, our location within the Milky Way does not mate it to have a global view of its large-scale magnetic structure; on the other hand, the magnetic field is not directly observable, so it is necessary to implement indirect techniques, based on the effect the magnetic field can have on a given observable, to estimate some characteristics of the magnetic field. My own work is based on Faraday rotation. I first built an observational reference map of the Faraday depth of our Galaxy associated with the large-scale magnetic field. To that end, I had to develop a simple model of the turbulent magnetic field in order to substract its contribution to the Galactic Faraday depth from that of the total magnetic field. I then constructed theoretical maps of Galactic Faraday depth based on a set of analytical models of the large-scale magnetic field that are consistent with various (theoretical and observational) constraints and depend on a reasonable number of free parameters. Finally I fitted the values of these parameters through a challenging optimization phase. My manuscript is divided into four main chapters. In Chapter 1, I present the context of my work as well as various general results useful for my study. In Chapter 2 I review all the elements required for my modeling, with emphasis on the set of analytical models used. In Chapter 3, I describe my simulation and optimization procedures. In Chapter 4 I present my results. In this final chapter, I derive the parameter values of the different field models that lead to the best fit to the observations, I try to identify the role of each parameter and its impact on the theoretical map, and I discuss the different geometries allowed in the various cases. Finally, I show that the fit to the observational map is slightly better with a bisymmetric halo field than with an axisymmetric halo field, and that an X-shape pattern in polarization maps naturally arises in the first case whereas the field appears to remain mainly horizontal in the second case
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Lombardo, Linda. "Explorer l'histoire de la Galaxie grâce à la spectroscopie stellaire." Electronic Thesis or Diss., Université Paris sciences et lettres, 2022. http://www.theses.fr/2022UPSLO011.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse présente plusieurs études qui utilisent la spectroscopie à haute résolution pour déterminer les propriétés chimiques des différentes populations stellaires de la Voie Lactée. Le document est structuré comme suit : Le premier chapitre de la thèse, divisée en 3 sections, est une introduction générale à la structure de la Voie lactée et à ses populations stellaires, suivie d'une partie décrivant les différentes méthodes utilisées pour mesurer les abondances chimiques des étoiles. La première section décrit les différents scénarios concernant la structure et la formation de la Voie Lactée, en présentant en particulier les découvertes les plus récentes. La deuxième section introduit les concepts physiques de base nécessaires et les objectifs des études présentes dans ce travail de thèse. La troisième section décrit les méthodes utilisées dans l'analyse des données spectroscopiques.Le deuxième chapitre présente les travaux effectués dans la cadre du projet MINCE. La première étude concerne l'analyse de la composition chimique d'un échantillon d'étoiles géantes jeunes qui ont été découvertes par hasard au cours des premières missions d'observations du projet MINCE. J'ai déterminé les paramètres stellaires, analysé les spectres, mesuré les vitesses de rotation de ces étoiles et comparé les résultats aux modèles théoriques, en reportant tous ces résultats dans un article. La deuxième étude présente les résultats obtenus par l'analyse du premier échantillon d'étoiles propres au projet MINCE. J'ai contribué à l'analyse d'une partie des spectres stellaires de ce tout premier jeu de spectres MINCE.Le troisième chapitre porte sur les résultats d'une analyse faite dans le contexte du projet CERES. La première partie de ce travail présente une détermination détaillée de la composition chimique de l'étoile RAVE J110842.1-715300, dont le but est de savoir si cette étoile provient de l'amas globulaire Omega Centauri. Ma contribution porte sur la détermination des paramètres stellaires de cette étoile. La deuxième étude menée dans le contexte de ce projet CERES est constituée de l'analyse d'un échantillon d'étoiles. J'ai déterminé les paramètres stellaires, calculé les modèles d'atmosphère et les abondances chimiques, et écrit l'article. Le quatrième chapitre porte sur un travail fait dans le contexte du projet "High-speed stars" s'intéressant aux étoiles à grande vitesse transversales héliocentriques (>= 500 km/s). La première étude porte sur le suivi spectroscopique à haute résolution de deux étoiles jeunes et pauvres en métaux de l'échantillon de Caffau et al. (2020), afin de déterminer si ces étoiles sont des "blue stragglers". J'ai obtenu et analysé les spectres UVES de ces deux étoiles. Les résultats ne sont pas encore publiés. La deuxième étude concerne une analyse détaillée de deux étoiles à grande vitesse observées avec le spectrographe HDS au télescope Subaru. Pour cette étude, j'ai déterminé l'abondance du Carbone.Le cinquième chapitre présente les résultats obtenus à partir de l'analyse d'un échantillon d'étoiles sélectionnées au moyen de la photométrie de PRISTINE. La première étude porte sur la détermination de la composition chimique d'un échantillon d'étoiles qui ont pu être enrichies par les éjectae de l'explosion de supernovae à instabilité de paires. Mon travail a consisté à sélectionner les candidats les plus intéressants, puis d'effectuer une mission d' observation avec le spectrographe SOPHIE à l'Observatoire de le Haute Provence (OHP). La deuxième étude présente les résultats préliminaires de la détermination de la composition chimique d'un échantillon d'étoiles Pristine sélectionnées comme extrêmement pauvres en métaux. Mon travail a porté sur la détermination des paramètres stellaires et le calcul des abondances chimiques. Un article est en préparation.Le sixième chapitre présente les conclusions de ce travail de thèse et apporte quelques reflexions sur les projets à venirThis thesis project presents several studies that are focused on the investigation of the chemical properties of different stellar populations in the Milky Way by means of high-resolution spectroscopy.The thesis is structured as follows:The first chapter is an introduction to the thesis project, and is divided into three sections. The first section describes the structure and formation scenarios of the Milky Way, in particular by referring to the most recent discoveries. The second section introduces the basic concepts and objectives of the studies presented in this thesis work. The third section describes the methods used to analyse the spectroscopic data.The second chapter presents the studies carried out in the context of the MINCE project. The first study is devoted to the chemical analysis of a sample of young giant stars that was serendipitously discovered during the first MINCE observations. My contribution in this work was to derive the stellar parameters, analyse the spectroscopic data, measure the rotational velocities, compare the results with theoretical models and write the paper. The second study presents the results obtained from the analysis of the first sample of MINCE stars. In this work, I contributed to the analysis of some of the stars in the sample.The third chapter presents the results obtained in the context of the CERES project. The first study presents a detailed chemical analysis of the star RAVE J110842.1-715300, with the aim of understanding whether or not it originated in the Omega Centauri globular cluster. My contribution in this study was to derive the stellar parameters of the star. The second study presents the results obtained for the CERES star sample. My contribution was to derive the parameters, compute model atmospheres, measure the chemical abundances, and write the paper.The fourth chapter presents the results obtained in the context of the High-speed stars project. The first study reports the results obtained from the high-resolution follow-up of two young and metal-poor stars in the sample of Caffau et al. (2020), to check whether they are blue stragglers or not. My contribution in this study was to obtain the high-resolution observations with UVES and to analyse the data. These results have not been published yet. The second study presents a detailed analysis of two high-speed stars observed with Subaru. In this study I was involved in the C abundance determination.The fifth chapter presents the results obtained from the chemical analysis of samples of stars selected using the Pristine photometry. The first study presents the chemical analysis of a sample of metal-poor stars that may have been enriched by the explosion of pair instability supernovae. My contribution was to select promising candidates and observe them with the SOPHIE spectrographat Observatoire de le Haute Provence (OHP)in visitor mode. The second study presents the preliminary results obtained from the chemical analysis of a sample of Pristine extremely metal-poor candidates. My contribution in this study was to derive the stellar parameters and the chemical abundances. The paper is in preparation.The sixth chapter concludes the thesis and gathers final reflections and future projects
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Brière, Élaine. "Étude des régions HII dans la galaxie spirale barrée NGC5430." Thesis, Université Laval, 2010. http://www.theses.ulaval.ca/2010/26862/26862.pdf.
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Maciejewski, Michal. "Structures de l'espace des phases des halos de matière noire." Paris 6, 2008. http://www.theses.fr/2008PA066476.
Full textAbstract:
Durant les trois dernières décennies, la cosmologie et le paradigme de la matière noire ont été étudiés grâce au développement des simulations cosmologiques à N-corps et, parallèlement, à l'acquisition de nouvelles données observationnelles impressionnantes (WMAP, SDSS, HST). Durant mon travail de thèse, j'ai étudié les structures internes des halos de matière noire des galaxies provenant des simulations numériques par une nouvelle méthode appliquée à l'espace des phases à six dimensions. Dans un premier temps, j'ai évalué différentes méthodes utilisées pour l'estimation de la densité de l'espace des phases comme la tessellation de Delaunay, les méthodes SPH et d'autres encore. En particulier, j'ai montré les avantages des analyses de la densité de l'espace des phases par rapport aux estimations de densité 3D habituelles. J'ai étudié différentes méthodes pour résoudre le problème de mise à l'echelle entre l'espace des vitesses et celui des positions comme l'emploi du critère d'entropie locale. Dans un deuxième temps, j'ai implémenté un nouveau chercheur hiérarchique de structures (HSF en anglais) multi-dimensionnel en introduisant des critères de coupe et de croissance originaux pour séparer efficacement les différentes structures dans l'espace des phases. J'ai passé en revue ses avantages et inconvénients par rapport aux algorithmes actuellement utilisés en analysant un large halo dans la Simulation Millenium. J'ai ensuite étudié les propriétés dynamiques et physiques des structures trouvées par mon algorithme. J'ai trouvé de nouvelles classes de structures tels que les queues de marée et les courants locaux, ce qui est très important dans le contexte cosmologique.
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OJHA, DEVENDRA. "Etude de la structure galactique et des populations stellaires. Cinematique des populations stellaires de la galaxie." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 1994. http://www.theses.fr/1994STR13204.
Full textAbstract:
Nous developpons un programme de comptages d'etoiles sur plaques de schmidt dans certaines directions privilegiees de la galaxie dans le but d'etudier les populations stellaires et l'evolution galactique. Nous presentons les resultats de nouveaux surveys complets de mouvements propres et de photometrie multicouleurs (ubv) dans les directions du centre, de l'anticentre et de l'antirotation de la galaxie a moyenne latitude. Nous detaillons les ameliorations apportees aux techniques de reduction photographique. Ces ameliorations autorisent la combinaison et le recouvrement de cliches photographiques pris avec differents instruments. Nous atteignons ainsi une precision de 0. 2 seconde d'arc par siecle sur les mouvements propres. Apres avoir estime la distance d'une partie des etoiles de l'echantillon, nous en deduisons certaines caracteristiques cinematiques du disque mince, du disque epais et du halo de notre galaxie. Nous utilisons le modele de synthese des populations stellaires de besancon pour interpreter les donnees. Nous presentons un certain nombre de nouveaux resultats sur la structure galactique et les populations stellaires. Ces observations astrometriques et photometriques ameliorent notre connaissance du disque epais de la galaxie
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Thomas, Romain. "Etude de l'âge des galaxies dans le sondage VUDS à 2." Thesis, Aix-Marseille, 2014. http://www.theses.fr/2014AIXM4762.
Full textAbstract:
L'âge des galaxies est un paramètre crucial dans le cadre des modèles de formation et d'évolution des galaxies. Ma thèse se base sur l'étude de cette quantité physique dans le cadre du sondage profond de VIMOS (VUDS). Ce sondage permet d'étudier les galaxies dans l'univers jeune et de remonter au moment où il était agé de seulement quelques centaines de millions d'années. Durant ce doctorat, j'ai pu prendre part au traitement des données de ce sondage et j'ai été responsable de l'ensemble de la correction des spectres du sondage. J'ai également modifié et amélioré le logiciel GOSSIP qui est un logiciel d'ajustement de modèle de galaxie permettant d'extraire les paramètres physiques des galaxies. L'utilisation de ce logiciel m'a permis d'étudier l'extinction par le milieu intergalactique des galaxies ainsi que leurs âges. Ceci m'a permis d'étudier l'époque de formation des galaxies ainsi que l'évolution du paramètre de HubbleAge of galaxie is a crucial parameter in the framework of galaxy formation and evolution. This thesis is based on the study of this parameter in the framework of the VIMOS Ultra Deep Survey. This galaxy survey allows to study galaxies when the universe was young and to go back when it was few hundreads of million years old. During this PhD I could take part of the data processing and I was responsible of all the spectroscopic corrections. I also implemented and improved the GOSSIP software. This software is a template fitting program that allows the extraction of galaxy physical parameters. The use of this software allowed me to study the extinction of the Inter Galactic medium (IGM) as well as their ages. I could then study the epoch of galaxy formation and the evolution of the Hubble parameter
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Gallo, Stefano. "On galaxy cluster modelling in the context of cosmological analyses." Electronic Thesis or Diss., université Paris-Saclay, 2024. http://www.theses.fr/2024UPASP075.
Full textAbstract:
Les amas de galaxies sont les objets gravitationnellement liés les plus massifs de l'Univers. Ils se forment à partir des pics les plus élevés des champs de densité primordiaux et sont situés aux noeuds d'un réseau filamentaire complexe appelé "toile cosmique". Le nombre d'amas en fonction de la masse et du redshift est une sonde puissante pour contraindre les paramètres du modèle cosmologique. La comparaison entre l'observation des amas et les prédictions théoriques nécessite une modélisation précise de la population d'amas, qui doit tenir compte des caractéristiques observables des amas, ainsi que de leurs relations physiques avec des quantités cachées telles que la masse totale. L'utilisation d'un modèle imprécis peut entraîner des contraintes biaisées sur les paramètres cosmologiques. Avec la nouvelle génération de grands relevés d'amas, qui réduira considérablement les incertitudes statistiques des analyses cosmologiques, il devient crucial d'identifier et de réduire toutes les sources possibles de biais associés à une modélisation inexacte. Il est donc important d'améliorer notre compréhension des processus physiques ayant un impact sur les amas de galaxies, et de tester les impacts des hypothèses de modélisation sur les analyses cosmologiques. Dans cette thèse, j'ai abordé ces questions en me concentrant sur deux aspects : la caractérisation de la distribution de la matière dans les environnements d'amas, au-delà de l'hypothèse commune de symétrie sphérique ; et l'impact de l'hypothèse d'un modèle d'amas inexact dans le processus de détection, et son influence sur l'analyse cosmologique. Au sujet de la distribution de la matière dans et autour des amas, j'ai réalisé trois études, en me concentrant en particulier sur la composante gazeuse. Tout d'abord, j'ai étudié statistiquement la distribution azimutale de la matière dans un ensemble d'amas simulés, en quantifiant l'écart par rapport à la symétrie sphérique. J'ai montré que les caractéristiques azimutales du gaz sont fortement corrélées avec celles de la matière noire et avec les propriétés structurelles et physiques de l'amas, ainsi qu'avec le nombre de filaments connectés à l'amas. Deuxièmement, j'ai analysé la détectabilité des structures filamentaires dans la périphérie des amas de galaxies en utilisant des méthodes statistiques, basées sur des observations de rayons X et de galaxies de l'amas Abell 2744. Pour la première fois dans une analyse des seuls rayons X, j'ai identifié trois filaments connectés à l'amas. À partir de la distribution tridimensionnelle des galaxies, j'ai identifié deux structures filamentaires supplémentaires le long de la ligne de visée, à l'avant et à l'arrière de l'amas. Troisièmement, j'ai entraîné un modèle génératif pour produire des images d'amas de galaxies avec des morphologies réalistes, en évitant les coûts de calcul élevés des simulations cosmologiques. J'ai montré que les images produites par ce modèle présentent des morphologies anisotropes à grande échelle, offrant un réalisme amélioré par rapport aux images à symétrie sphérique générées de manière analytique. À petite échelle, les images générées par le modèle semblent plus lisses, plus sphériques et légèrement moins concentrées que les images d'entraînement, en moyenne. Cela peut empêcher leur utilisation à la place de simulations à haute résolution, mais elles peuvent être utiles pour améliorer le réalisme dans des applications à faible résolution. Dans la seconde approche, j'ai étudié l'effet du modèle d'amas dans la détection d'amas de galaxies avec la méthode du matched multi-filter dans le contexte de la mission Planck, en étudiant le cas où la population réelle d'amas diffère du modèle supposé dans le template de détection. J'ai montré que la forme du profil de l'amas a un fort impact sur la fonction de complétude, alors que l'effet des morphologies d'amas non sphériques est modéré, et que ces impacts affectent les contraintes cosmologiques, les déplaçant jusqu'à ~1σGalaxy clusters are the most massive gravitationally bound objects in the Universe. They form from the highest peaks in the primordial density fields, and are located at the nodes of a complex filamentary network called the cosmic web. The number of clusters as a function of mass and redshift, known as cluster number counts, has emerged as a powerful probe to constrain the parameters of the cosmological model. Comparing cluster observation with theoretical predictions requires accurate modelling of the cluster population, which needs to account for the clusters' observable characteristics, as well as their physical relationships with hidden quantities like the total mass. The use of an inaccurate cluster model can result in biased constraints on the cosmological parameters. With the new generation of large cluster surveys, which will significantly reduce the statistical uncertainties of cosmological analyses with galaxy clusters, it becomes crucial to identify and reduce all possible sources of biases associated with inaccurate modelling. It is therefore important to improve our understanding of the physical processes impacting galaxy clusters, and to test the possible impacts of simplifying modelling assumptions on the cosmological analyses. In this Thesis, I approached these issues focusing on two aspects: the characterisation of the matter distribution in cluster environments, beyond the common spherical symmetry assumption; and the impact of assuming an inaccurate cluster model in the cluster detection process, and its influence on the cosmological analysis. Concerning the matter distribution in and around clusters, I performed three studies, focusing in particular on the gas component. First, I investigated statistically the azimuthal distribution of matter in a set of simulated clusters, quantifying the departure from spherical symmetry. I showed that the gas azimuthal features are strongly correlated with the dark matter ones and with the cluster's structural and physical properties, as well as the number of filaments connected to the cluster. Second, I conducted a case study on the detectability of filamentary structures in the outskirts of galaxy clusters using statistical methods, based on X-ray and galaxy observations of the cluster Abell 2744. I combined the results of two techniques: the aperture multipole decomposition and the T-Rex filament finder. For the first time in a blind analysis of X-rays alone, I identified three filamentary structures connected to the cluster. From the three-dimensional distribution of galaxies, I identified two additional filamentary structures along the line of sight, in the front and in the back of the cluster. Third, I trained a generative model to produce images of galaxy clusters with realistic morphologies avoiding the high computational costs of cosmological simulations. I showed that the images produced by this model exhibit anisotropic large-scale morphologies, offering improved realism over spherically symmetric analytic generated images. At small scales, the model-generated images appear smoother, more spherical and slightly less concentrated than training images, on average. This may prevent the use of model-generated images in place of high-resolution simulations, but they may be useful to improve realism in low-resolution applications.In the second approach, I studied the effect of the cluster model in the detection of galaxy clusters with the matched multi-filter method in the context of the Planck mission, studying the case in which the real cluster population differs from the model assumed in the detection template. I showed that the shape of the cluster profile has a strong impact on the completeness function, while the effect of non-spherical cluster morphologies is moderate, and that these impacts affect the cosmological constraints, potentially shifting them by up to ~1σ
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Cseresnjes, Patrick. "Etoiles variables et microlentilles gravitationnelles : deux outils d'étude de la galaxie naine du Sagittaire et du Centre Galactique." Paris 6, 2001. http://www.theses.fr/2001PA066411.
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Malhan, Khyati. "Stellar streams as probes of dark matter : search and dynamical analysis." Thesis, Strasbourg, 2018. http://www.theses.fr/2018STRAE027/document.
Full textAbstract:
Les courants stellaires de marée sont des structures en étoile immaculées qui jouent un rôle central dans la résolution des mystères de longue date de l'archéologie galactique. Étant donné que les flux sont de nature orbitale, ils possèdent intrinsèquement les caractéristiques de résolution de la distribution de masse sous-jacente de la galaxie et peuvent être utilisés pour sonder la forme du halo de matière noire. En plus de tester le scénario de «fusion hiérarchique» de la formation de galaxies, les brèches de ruisseau peuvent également fournir une preuve indirecte de l’existence de sous-halos de matière noire (ce qui, en principe, limite la nature de la particule de matière noire elle-même). Pour toutes ces raisons, l'analyse dynamique des flux stellaires de la Voie Lactée devient naturellement l'un des problèmes les plus intéressants. Cependant, le principal défi consiste à détecter ces structures. Au cours de la thèse, l’algorithme STREAMFINDER (un algorithme à la pointe de la technologie) a été conçu pour traiter systématiquement le jeu de données Gaia (le nouveau catalogue astrophysique de l’ESA contenant des solutions astrométriques sans précédent de plus de 1,6 milliard d’étoiles) pour la détection des flux stellaires de la Voie lactée. Cette lourde entreprise a permis de détecter 10 structures de flux de confiance, dont 5 étaient considérées comme de nouvelles découvertes. Cette récolte de structures a également facilité, pour la première fois, la création d’une carte structurale et cinématique panoramique des flux stellaires de la rivière Milky. Halo, poussant notre communauté encore plus loin dans l’histoire complexe de la formation de notre galaxie. Ce projet a été immédiatement suivi de l'analyse orbitale de l'un des flux détectés (à savoir GD-1) pour explorer les améliorations des modèles de potentiel gravitationnel de notre galaxie. Les contraintes imposées à la masse de la Voie lactée et à la forme de son halo de matière noire, obtenues simplement en utilisant ce seul flux, ont révélé la puissance potentielle que l'analyse d'un ensemble de flux permettrait de sonder la distribution globale de la masse galactique de notre galaxie. Ainsi, la thèse a ouvert la voie à de nouvelles découvertes des sous-structures stellaires, soulignant également les perspectives d'avenir dans ce domaineTidal stellar streams are pristine star structures that play central role in addressing long standing mysteries of the Galactic archaeology. Since streams are orbital in nature, they inherently possess the characteristics of unravelling the underlying mass distribution of the galaxy, and can be used to probe the shape of the dark matter halo. Besides testing the ‘hierarchical merging’ scenario of galaxy formation, stream gaps can also provide indirect evidence for the existence of dark matter sub-halos (thereby, in principle, constraining the nature of the dark matter particle itself). Due to all these reasons, the dynamical analysis of stellar streams of the Milky Way Galaxy naturally becomes one of the interesting problems. However, the foremost challenge is to detect these structures. During the thesis, STREAMFINDER algorithm (a state of the art algorithm) was designed to systematically process the Gaia dataset (ESA’s novel astrophysical catalogue containing unprecedented astrometric solutions of over 1.6 billion stars) for the detection of the stellar streams of the Milky Way. This hefty endeavour led to the detection of 10 high confidence stream structures, of which 5 were reported as new discoveries.This harvest of structures also facilitated, for the first time, creation of a panoramic structural and kinematic map of the stellar streams of the Milky Way halo, taking our community a step further in unravelling the complex formation history of our Galaxy. This project was instantly followed by the orbital analysis of one of the detected streams (namely GD-1) to explore the improvements in the gravitational potential models of our Galaxy. The constraints on the Milky Way’s mass and that on the shape of its dark matter halo, that were obtained by simply employing this single stream, revealed the potential power the analysis of an ensemble of streams would hold in in probing the overall galactic mass distribtuion of our Galaxy. Thereby, the thesis paved way for new discoveries of the stellar substructures, also highlighting the future prospects in this field
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Soubiran, Caroline. "Réduction et analyse d'un « survey » de mouvements propres : contribution à l'étude de la structure et la cinématique de la galaxie." Observatoire de Paris (1667-....), 1992. https://hal.science/tel-02095464.
Full textAbstract:
Nous avons traité un ensemble de clichés Schmidt et obtenu des mesures très précisés de mouvement propre, magnitude et indices de couleur pour un échantillon complet, comprenant près de 5000 objets, sur un champ de 7 degrés carrés proche du pôle galactique Nord. Ce survey a été analyse à pour l'étude de la structure et la cinématique de la galaxie. Après avoir décrit le microdensitomètre MAMA, et les tests qui ont permis d'évaluer sa précision (0. 6 micron), nous détaillons la réduction des données en insistant sur les méthodes utilisées pour obtenir des mouvements propres à mieux que 2 millisecondes de degré par an. Nos mesures astrométriques et photométriques sont comparées à d'autres données du même type, et après avoir estimé la distance d'une partie des étoiles de l'échantillon, nous en déduisons les caractéristiques cinématiques du disque, du disque épais et du halo de notre galaxie. Des observations complémentaires sont proposées pour aller plus loin dans l'interprétation de cet ensemble de donnéesHe have treated a set of photographic Schmidt plates, and obtained very accurate measurements of proper motion, magnitude and colour indices for a complete sample, including almost 5000 objects, on a 7 square degree field near the North Galactic Pole. This survey has been analysed for the study of the structure and the kinematics of the Galaxy. After describing the microdensitometer MAMA and some tests which allowed to evaluate its accuracy (0. 6 micron), we detail the reduction of the data, stressing on the methods used to obtain proper motions to better than 2 milliarcsecond per year. Our astrometric and photometric measurements are compared to other data of the same kind, and after estimating the distances for a part of the stellar sample, we deduce some kinematic properties of the disc, the thick disc and the halo of our Galaxy. Complementary observations are proposed to go further into the interpretation of this set of data
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Noeske, Kai Gerhard. "Optical and near infrared studies of the photometric structure and starburst activity of blue compact dwarf galaxies." Doctoral thesis, [S.l. : s.n.], 2003. http://deposit.ddb.de/cgi-bin/dokserv?idn=969518021.
Full text
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Pelliccia, Debora. "Kinematics of COSMOS star-forming galaxies over the last eight billion years." Thesis, Aix-Marseille, 2016. http://www.theses.fr/2016AIXM4733.
Full textAbstract:
Dans l'Univers local, il existe une relation très étroite entre la morphologie d'une galaxie et d'autres paramètres physiques comme, par exemple, leur cinématique intrinsèque. À grand redshift, il n'est pas clair si cette relation est toujours valide. La cinématique des galaxies est un des outils puissants pour l'étude des processus physiques qui gouvernent la formation des galaxies, en traçant les distributions intrinsèques aux galaxies de matière noire et lumineuse, et leur évolution dans le temps. Cette thèse présente le nouveau sondage HR-COSMOS, dont le but fut d'acquérir le premier échantillon statistique et représentatif de cinématique de galaxies à formation d'étoiles dans le champ profond HST/ACS COSMOS dans la plage de redshifts 0In the local Universe it exists a tight relation between the galaxy morphology and other physical parameters, like the galaxy internal kinematics. At higher redshift it is not clear if this relation still exists. The galaxy kinematics is one of the best tool to study the physical processes that govern the galaxy formation, by tracing the galaxy internal distributions of luminous and dark matter and their evolution with time. This thesis presents the new survey HR-COSMOS aimed to obtain the first statistical and representative sample to study the kinematics of star-forming galaxies in the treasury HST/ACS COSMOS deep field at redshift 0
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Vallejo, Olivier. "Etude approfondie de la galaxie spirale de type floculent NGC 4414. Dynamique, milieu interstellaire et formation d'étoiles." Phd thesis, Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00002865.
Full textAbstract:
Ce projet de thèse consiste en l'étude de la dynamique de la galaxie spirale NGC 4414 via une grande mosaïque d'observations de la raie de CO(1-0) avec l'interféromètre du Plateau de Bure, ainsi que des observations multi longueurs d'onde profondes du Télescope Spatial Hubble. Les objectifs de cette thèse sont de déterminer si les bras spiraux de NGC 4414 sont persistants mais aussi d'obtenir une mesure du rapport masse sur luminosité stellaire, le but final étant d'estimer la masse et l'étendue de la matière noire dans NGC 4414. Le modèle de masse est fortement contraint par notre courbe de rotation CO(1-0) à haute résolution et par les observations HST dans les bandes B, V et I. En supposant que le profil de masse stellaire suit le profil de lumière en bande I dans la région centrale pauvre en poussière et en gaz, et au delà de l'anneau moléculaire, et en reproduisant fidèlement la courbe de rotation CO dans la région centrale, la distribution de masse a pu être déterminée précisément et le rapport M/L stellaire mesuré en fonction du rayon galactocentrique. A posteriori, nous avons trouvé que le modèle de masse était équivalent à la distribution de lumière en bande K' avec un rapport M/L constant proche de 0.5 M⊙/L⊙, parce que l'extinction est faible à 2.1 µm. Je montre que l'utilisation d'un rapport M/L constant aux longueurs d'onde optiques, comme c'est le cas pour les modèles de disque maximum, est fortement déconseillé. Les observations interférométriques CO ne nous donne pas seulement une courbe de rotation à haute résolution, elles peuvent permettre de mesurer des mouvements non circulaires, de "streaming", qui peuvent être dus à des bras spiraux, si ceux-ci sont persistants. Aucun signe de mouvement de "streaming" n'a été trouvé, puisque les mouvements non circulaires sont 5 à 10 fois plus faibles que dans la galaxie "grand design" M 51. L'émission de la raie de H2S(1-0) n'a pas été détectée, indiquant une absence de chocs violents. Nous avons mis en évidence une différence structurale majeure entre NGC 4414 et M 51 (et d'autres galaxies du même type) en dépit d'une luminosité, d'une masse de gaz et d'un taux de formation d'étoiles semblables. Le contraste bras-interbras est plus faible dans NGC 4414, comme attendu, mais celui-ci augmente fortement en fonction du rayon dans M 51, alors qu'il reste constant dans NGC 4414. J'aboutis à la conclusion qu'il n'y a pas de structure spirale persistante dans NGC 4414.
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Faure, Carole. "Simulations des effets des bras spiraux sur la dynamique stellaire dans la Voie Lactée." Thesis, Strasbourg, 2014. http://www.theses.fr/2014STRAE030/document.
Full textAbstract:
Dans un disque axisymétrique en équilibre, les vitesses galactocentriques radiales et verticales sont théoriquement nulles. Pourtant, de grands relevés spectroscopiques ont révélé que les étoiles du disque de la Voie Lactée sont animées de vitesses non nulles dans les directions radiale et verticale. Les structures en vitesse radiale sont généralement associées aux composantes non-axisymétriques du potentiel. Celles en vitesse verticale non nulle sont souvent associées à des excitations externes. Nous avons montré que la réponse stellaire à une perturbation spirale produit un déplacement radial et des mouvements verticaux non nuls. La structure du champ moyen de vitesse obtenue est cohérente avec les observations. De plus un modèle simple reposant sur une linéarisation des équations d'Euler reproduit naturellement ce résultat. Nous concluons que ces structures observées pourraient aussi être engendrées par des perturbations internes non-axisymétriquesIn an equilibrium axisymmetric galactic disc, the mean galactocentric radial and vertical velocities are expected to be zero everywhere. Recent spectroscopic surveys have however shown that stars of the Milky Way disc exhibit non-zero mean velocities outside of the Galactic plane in both the radial and vertical velocity components. While radial velocity structures have already often been assumed to be linked with non-axisymmetric components of the potential, non-zero vertical velocity structures are usually rather attributed to excitations by external sources. We show that the stellar response to a spiral perturbation induces both a radial velocity flow and non-zero vertical motions. The resulting structure of the mean velocity field is qualitatively similar to the observations. Such a pattern also emerges from an analytic toy model based on linearized Euler equations. In conclusion, non-axisymmetric internal perturbations can also be the source of the observed mean velocity patterns
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Rahal, Youcef Rabah. "Recherche de microlentilles gravitationnelles vers les bras spiraux de la Galaxie et spectroscopie de supernovae dans EROS II." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00004301.
Full textAbstract:
Cette thèse comprend deux parties relativement distinctes. Dans la première, nous présentons l'analyse de 16 millions de courbes de lumière collectées par EROS II vers différentes longitudes dans le plan Galactique durant 7 saisons d'observation. Après avoir crée des images de référence et des courbes de lumière, nous avons recherché des effets de microlentille gravitationnelle parmi les courbes de lumière produites en appliquant une analyse discriminante, tout en calculant notre efficacité de détection sur un lot de courbes de lumière simulées. Nous avons mis en évidence 24 candidats, ce qui nous a permis de mesurer la profondeur optique vers nos cibles. La profondeur optique moyenne vers les bras spiraux est $<\tau_(GSA)> = 0.38\pm0.08$. Notre résultat est compatible avec les prédictions de modèles Galactiques tirés de la littérature, dans lesquels le bulbe central est modélisé par une barre, et favorise ceux sans matière cachée dans le disque. Outre la statistique, la principale limi tation dans notre analyse provient du fait que les distances où sont situées les étoiles cibles sont mal connues.Dans la seconde partie, nous présentons l'analyse des données spectroscopiques, collectées durant une campagne internationale de recherche de supernovae Ia menée au printemps 1999, à laquelle EROS II a participé. Une vingtaine de supernovae Ia ont été découvertes puis suivies pendant cette campagne. Nous avons réduit les données spectroscopiques les concernant, qui consistent en une centaine de spectres au total. Nous avons developpé pour celà un programme original permettant de séparer le flux de la supernovae de celui de sa galaxie hôte. Nous avons ensuite procédé à une étude de stan dardisations sur un lot regroupant des objets de la campagne 1999 et des objets découverts antérieuement. L'étude sur ces 17 supernovae Ia a permis de confirmer l'interêt des spectres pour la standardis ation. Elle montre en particulier que la standardisation à partir de spectres est aussi efficace que celle basée sur le taux de décroissance des courbes de lumière.
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Buote, David Augustin. "The structure of elliptical galaxies and galaxy clusters." Thesis, Massachusetts Institute of Technology, 1995. http://hdl.handle.net/1721.1/36556.
Full text
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Kruk, Sandor J. "Evolution of barred galaxies and associated structures." Thesis, University of Oxford, 2018. http://ora.ox.ac.uk/objects/uuid:34cc9283-a386-464f-b9ae-1d4e3b4fdf77.
Full textAbstract:
Bars are common in disc galaxies along with many associated structures such as disc-like bulges, boxy/peanut bulges, rings, etc. They are a sign of maturity of disc galaxies and can play an important role in their evolution. In this thesis, I investigate the specific role bars play in quenching the star formation in, and shaping of their host galaxies. In order to test how bars affect their host galaxies, I study the discs, bars and bulges of what is currently the largest sample of barred galaxies (~3,500), selected with visual morphologies from the Galaxy Zoo project. I perform multi-wavelength and multi-component photometric decomposition, with the novel GALFITM software. With the detailed structural analysis I obtain physical quantities such as the bar- and bulge-to-total luminosity ratios, effective radii, Sérsic indices and colours of the individual components. I find a clear difference in the colours of the components, the discs being bluer than the bars and bulges. An overwhelming fraction of bulge components have Sérsic indices consistent with being disc-like bulges. I compare the barred galaxies with a mass- and environment-matched volume-limited sample of unbarred galaxies, finding that the discs of unbarred galaxies are bluer compared to the discs of barred galaxies, while there is only a small difference in the colours of the bulges. I suggest that this is evidence for secular evolution via bars that leads to the build-up of disc-like bulges and to the quenching of star formation in the galaxy discs. I identify a subsample of unbarred galaxies that are better fitted with an additional component, identified as an inner lens/oval. I find that their structural properties are similar to barred galaxies, and speculate that lenses might be former bars. Using the decompositions, I identify a sample of 271 late-type galaxies with curious bars that are off-centre from the disc. I measure offsets up to 2.5 kpc between the photometric centres of the stellar disc and stellar bar, which are in good agreement with predictions from simulations of dwarf-dwarf tidal interactions. The median mass of these galaxies is 109.6 M⊙, and they are similar to the Large Magellanic Cloud, which also has an offset bar. Very few high mass galaxies with significant bulges show offsets, thus I suggest that the self-gravity of a significant bulge prevents the disc and bar from getting displaced with respect to each other. I conduct a search for companions to test the hypothesis of tidal interactions, but find that a similar fraction of galaxies with offset bars have companions within 100 kpc as galaxies with centred bars. Since many of these galaxies appear isolated, interactions might not be the only way to produce an offset bar. One suggested alternative is that the dark matter haloes surrounding the galaxies are lopsided, which distorts the potential, and imprints the lopsidedness and offsets onto the galaxy discs. I investigate the asymmetries in the kinematics of a subsample of such galaxies using data from the MaNGA survey, and find that the perturbations in the haloes are ~ 6% for both galaxies with off-centre and centred bars. I also measure the amplitude of non-circular motions in the outer discs due to an oval potential and find only minor departures from circularity, suggesting that the dark matter haloes are consistent with being spherical (axis ratio q ≳ 0.96). Therefore, the lopsidedness of the dark matter haloes cannot be the origin of the offsets. Either small companions are missed due to the incompleteness of the Sloan Digital Sky Survey spectroscopic survey, or interactions with dark matter satellites might explain the offsets. Modeling the kinematics of these galaxies, I find that the Hα gas rotation is centred closer to the centre of the bar than the centre of stellar rotation, suggesting that, in general, the bars are located closer to the dynamical centres of these galaxies than the discs. This implies that the discs are offset in these galaxies, not the bars. If offsets are characteristic of low mass galaxies only, high mass galaxies show vertically extended bars, known as boxy/peanut bulges. I investigate, for the first time, the formation and evolution of these structures associated to bars, from z≈0 to z=1. I compare two samples of moderately inclined galaxies with masses M* > 1010 M⊙, imaged by the Sloan Digital Sky Survey and the Hubble Space Telescope. Using a novel technique to classify bar isophotes, and based on the visual inspection of three expert astronomers, I find an evolving fraction of galaxies having boxy/peanut bulges from 30% at z≈0 to ~ 0% at z=1, and a strong correlation with stellar mass. I find 26 galaxies (15 at higher redshifts) in the phase of bar buckling, the mechanism proposed to form boxy/peanut bulges. The peak redshift of buckling is z≈0.75, where the bar buckling fraction is 4 times higher than in the local Universe. My observations suggest that many, if not all, of the boxy/peanut bulges are formed via buckling, ~ 2 Gyr after bar formation, with the buckling phase lasting for approximately 0.8 Gyr. I discuss my findings in the context of the evolution of barred galaxies and propose ideas for future work - applying similar decomposition techniques to higher redshift, and better resolution datasets, using integral field spectroscopic data to study the stellar populations of barred galaxies in greater detail, as well as a novel project to identify large nuclear discs in galaxies.
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Le, Coarer Etienne. "Application de l'interféromètre de Perot-Fabry à l'étude à grand champ de la galaxie et du Petit Nuage de Magellan. Développement d'un nouvel instrument : Pytheas." Phd thesis, Université Paris-Diderot - Paris VII, 1992. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00725457.
Full textAbstract:
L'instrumentation Cigale basé sur un interféromètre de Perot-Fabry permet d'obtenir une spectroscopie de la raie H alpha dans un grand champ. Cette instrumentation est utilisée sur un petit télescope pour observer la galaxie et le Petit Nuage de Magellan pour comprendre leur structure tridimensionnelle. Nous présentons un multispectromètre a dispersion croisée permettant de couvrir le domaine spectral d'un réseau avec la grande résolution spectrale du Perot-Fabry, et ceci simultanément pour les différents points d'une source bidimensionnelle. Il est integral de champ (au sens de Courtes 1987), par la trame de lentilles qui permet d'isoler des points contigus d'une image. Il est multicanal, intégral spectral (au sens de Chabbal 1958), car il permet d'obtenir tous les éléments spectraux au cours du balayage pas à pas d'un seul ordre du Perot-Fabry. Pour 40 canaux de balayage, on obtient simultanément 400 spectres de résolution spectrale R30000 sur un domaine de 200 NM environ dans le visible pour un récepteur de 20002000 éléments.
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Delmotte, Nausicaa. "Identifications croisées multi-longueurs d'ondes : Application aux populations stellaires des nuages de Magellan et aux étoiles jeunes de notre galaxie." Phd thesis, Université Louis Pasteur - Strasbourg I, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00004238.
Full textAbstract:
Cette thèse bénéficie de la mise à disposition publique récente des grands relevés infrarouges et visibles et s'inscrit dans le cadre de l'Observatoire Virtuel émergent. Nous avons réalisé un "Master Catalogue of stars towards the Magellanic Clouds" (MC2) basé sur l'identification croisée multi-longueur d'onde des catalogues de sources ponctuelles DENIS, 2MASS, GSC-II et UCAC. D'importants résultats sur la précision et la calibration astro-photométriques de ces catalogues ont été établis. Le MC2 est accessible en ligne au travers d'une interface web spécialement conçue pour gérer sa nature composite. Nous avons produit des vues multi-spectrales du GNM, où ses populations stellaires variées se distinguent de façon remarquable dans les diagrammes couleur-couleur et couleur-magnitude construits à partir de magnitudes à la fois visibles et infrarouges. Nous avons calibré les magnitudes absolues des étoiles de type B dans le proche-infrarouge, en fonction de leur type spectral. Nous avons combiné des mesures de distance de grande qualité basées sur les données Hipparcos avec la photométrie homogène des sources ponctuelles proche-infrarouges 2MASS. Les données ont été corrigées de l'extinction et nous avons évalué par le biais de simulations la contribution de divers erreurs de mesure et effets physiques (binarité, rotation) à la dispersion observée sur la calibration. C'est une étape nécessaire à la détermination de la structure du disque jeune Galactique et des distances et propriétés de jeunes amas ouverts découverts par les grands relevés infrarouges tels 2MASS. Nous avons commencé une analyse morphologique et multi-longueur d'onde de régions ionisées et de leurs étoiles dans le GNM, imagées en bande étroite. L'interaction réciproque des étoiles massives avec le milieu interstellaire environnant permet d'approfondir l'histoire de formation stellaire locale et le contenu stellaire de ces régions ainsi que d'obtenir un schéma de leur évolution dynamique.
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Kelvin, Lee Steven. "The structure of galaxies : the division of stellar mass by morphological type and structural component." Thesis, University of St Andrews, 2013. http://hdl.handle.net/10023/3689.
Full textAbstract:
The mechanisms which cause galaxies to form and evolve each leave behind distinct structural markers in their wake. Dynamically hot processes (e.g., monolithic collapse, hierarchical merging) give rise to pressure-supported spheroidal structures, including elliptical galaxies and classical bulges. By contrast, dynamically cold processes (e.g., gas accretion, AGN splashback) lead to flattened rotationally-supported disk-like structures, often found on their own or as part of a spiral galaxy. If left in isolation for a sufficient length of time, secular evolutionary processes cause the formation of a bar-like structure within the disk, precipitating the genesis of a rotationally-supported pseudo-bulge. Robustly measuring galaxy structure enables us to ascertain the relative importance of these competing evolutionary mechanisms and; in so doing, help broaden our understanding of how the Universe around us came to be. This thesis explores the relation between galaxy structure, morphology and stellar mass. In the first part I present single-Sérsic two-dimensional model fits to 167,600 galaxies modelled independently in the ugrizYJHK bandpasses using reprocessed Sloan Digital Sky Survey Data Release Seven (SDSS DR7) and UKIRT Infrared Deep Sky Survey Large Area Survey (UKIDSS LAS) imaging data available via the Galaxy and Mass Assembly (GAMA) data base. In order to facilitate this study, we developed Structural Investigation of Galaxies via Model Analysis (SIGMA): an automated wrapper around several contemporary astronomy software packages. We confirm that variations in global structural measurements with wavelength arise due to the effects of dust attenuation and stellar population/metallicity gradients within galaxies. In the second part of this thesis we establish a volume-limited sample of 3,845 galaxies in the local Universe and visually classify these galaxies according to their morphological Hubble type. We find that single-Sérsic photometry accurately reproduces the morphology luminosity functions predicted in the literature. We employ multi-component Sérsic profiling to provide bulge-disk decompositions for this sample, allowing for the luminosity and stellar mass to be divided between the key structural components: spheroids and disks. Grouping the stellar mass in these structures by the evolutionary mechanisms that formed them, we find that hot-mode collapse, merger or otherwise turbulent mechanisms account for ~46% of the total stellar mass budget, cold-mode gas accretion and splashback mechanisms account for ~48% of the total stellar mass budget and secular evolutionary processes for ~6.5% of the total stellar mass budget in the local (z<0.06) Universe.
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Lee, Bomee, Mauro Giavalisco, Katherine Whitaker, Christina C. Williams, Henry C. Ferguson, Viviana Acquaviva, Anton M. Koekemoer, et al. "The Intrinsic Characteristics of Galaxies on the SFR–M ∗ Plane at 1.2 < z < 4: I. The Correlation between Stellar Age, Central Density, and Position Relative to the Main Sequence." IOP PUBLISHING LTD, 2018. http://hdl.handle.net/10150/627039.
Full textAbstract:
We use the deep CANDELS observations in the GOODS North and South fields to revisit the correlations between stellar mass (M-*), star formation rate (SFR) and morphology, and to introduce a fourth dimension, the mass-weighted stellar age, in galaxies at 1.2 < z < 4. We do this by making new measures of M-*, SFR, and stellar age thanks to an improved SED fitting procedure that allows various star formation history for each galaxy. Like others, we find that the slope of the main sequence (MS) of star formation in the (M-*; SFR) plane bends at high mass. We observe clear morphological differences among galaxies across the MS, which also correlate with stellar age. At all redshifts, galaxies that are quenching or quenched, and thus old, have high Sigma(1) (the projected density within the central 1 kpc), while younger, star-forming galaxies span a much broader range of Sigma(1), which includes the high values observed for quenched galaxies, but also extends to much lower values. As galaxies age and quench, the stellar age and the dispersion of Sigma(1) for fixed values of M* shows two different regimes: one at the low-mass end, where quenching might be driven by causes external to the galaxies; the other at the high-mass end, where quenching is driven by internal causes, very likely the mass given the low scatter of Sigma(1) (mass quenching). We suggest that the monotonic increase of central density as galaxies grow is one manifestation of a more general phenomenon of structural transformation that galaxies undergo as they evolve.
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Draper, Christian D. "Search for Dwarf Emission Line Galaxies in Galaxy Voids." BYU ScholarsArchive, 2019. https://scholarsarchive.byu.edu/etd/7604.
Full textAbstract:
The population and formation of dwarf galaxies, Mr > −14, contain clues about the nature of dark matter. The best place to search for these dwarf galaxies without influence from nearby large galaxies is within galaxy voids, where no galaxies have yet been found. To search for this potential dwarf galaxy population we have developed and applied a new photometric technique. We use three redshifted Ha filters, designated Ha8, Ha12, and Ha16, along with the Sloan broadband filters, g', r', and i' to identify emission line galaxies. From the ratio of the object flux through the Ha filters, Ha12-Ha8 and Ha12-Ha16, we are able to determine the distance to these galaxies and the strength of the emission line captured in the filter set. One problem with using just the three Ha filters is that the system will be sensitive to any emission line which has been redshifted enough to fall within the set. Of particular concern are the [OII] and [OIII] lines which will contaminate the sample. To overcome this we use a color-color relation, g' - r' and r' - i', to help separate which type of emission has been detected. We have applied this method to search for galaxies within the void FN2 and FN8. From this we have found 23 candidate objects which could have Ha emission placing them inside of the void. To better understand the population density dwarf galaxies through voids we have also modeled the population of objects which we will detect having Ha emission compared to the contamination of back ground objects which we can then use to compare the density in the void with the mean galaxy density. We have also begun taking spectra of the emission objects, to ensure our method does detect emission line objects, to test how well the distance and emission strength determination is, and to begin identifying which type of emission we have detected. To date we have taken spectra on 6 objects. All 6 showed emission, 4 with [OII] and 2 with [OIII]. Though none was Ha we formed a “pseudo-redshift” to determine the accuracy of our measurements. This shows that our method is accurate to -127+-204 km/sec.
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Cousin, Morgane. "Formation & Evolution des galaxies par l'approche semi-analytique." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00968765.
Full textAbstract:
Les modèles semi-analytiques (SAMs) constituent aujourd'hui le meilleur outils d'analyse et d'étude pour la formation et l'évolution des galaxies individuels mais également des regroupements de galaxies appelés amas. Alors qu'ils reproduisent avec succès les fonctions de masse stellaire, de corrélation à deux points, de luminosité des galaxies locales (z=0), ils échouent dans les prédictions des propriétés des galaxies plus jeunes, à plus haut décalage vers le rouge. Et ce d'autant plus que la masse stellaire est faible. Ces inconsistances entre les modèles et les observations démontrent que l'histoire de l'assemblage des ces galaxies, en relation avec l'accrétion de gaz, la formation stellaire et leurs halos de matière noire n'est pas bien comprise. Dans cette thèse, nous introduisons une nouvelle version du modèle semi-analytique GalICS et nous l'utilisons pour explorer l'impact, sur la formation stellaire des galaxies à faible masse, de la rétroaction des supernovae et des trous noirs supermassifs ainsi que des processus de photo-ionisation. Ces deux mécanismes sont communément utilisés pour réduire la formation de nouvelles étoiles dans les galaxies peu massives. Nous montrons que, même appliqué avec de très fortes efficacités, ces deux processus ne peuvent pas expliquer simultanément les fonctions de masse, de luminosité et la relation entre masse stellaire et masse des halos de matière noire pour les galaxies évoluant à grand décalage spectral. Suite à ce constat, nous introduisons deux recettes ad-hoc pour la formation stellaire. Dans un premier temps nous appliquons une forte modification de l'efficacité de formation stellaire en relation directe avec la masse de matière noire de leur halo hôte. Cette première approche conduit à de bons résultats, en particulier dans le régime des faibles masses stellaires mais il présente, par construction un profond désaccord avec la loi de formation stellaire observées par Kennicutt. Pour cela, nous introduisons une seconde modification, plus profonde, basée sur l'existence d'une composante de gaz, évoluant en périphérie des premiers disques galactiques, mais ne pouvant pas, pour des raisons encore mal comprises, former de nouvelles générations d'étoiles. Progressivement, ce gaz impropre à la formation stellaire est convertit, il alimente alors la formation d'étoile. L'introduction de ce nouveau réservoir, introduit un délai entre le moment ou le gaz s'effondre au centre du halo et le moment ou ce gaz. Ce nouveau modèle donne de très bons résultats mais il pose la question de l'origine de ce gaz impropre à la formation stellaire. Nous abordons dans cette thèse quelques piste de recherche dans le cadre de la formation des grandes structures peuplant notre Univers.
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Picaud, Sébastien. "Etude des regions centrales de la Voie Lactée en infrarouge proche." Phd thesis, Université de Franche-Comté, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00004293.
Full textAbstract:
Cette thèse se base sur des comparaisons du modèle de Besançon de la Galaxie avec des comptages d'étoiles en infrarouge proche. Nous avons premièrement ajusté 11 paramètres de densité du disque mince et du bulbe externe avec les observations DENIS, et montré que le bulbe externe est allongé et orienté d'environ 10° avec la direction du Soleil, et que le disque possède un trou central d'environ 2 kpc de rayon. Nous avons ensuite montré grâce aux données CAIN l'existence à l<27° d'une surdensité stellaire confinée près du plan qui pourrait correspondre à une barre.
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Maltby, David Terence. "The effect of the galaxy environment on the size and structure of galaxies." Thesis, University of Nottingham, 2013. http://eprints.nottingham.ac.uk/13059/.
Full textAbstract:
In this thesis, we explore the effect of the galaxy environment on the physical size and structure of the stellar distribution for relatively local galaxies (z < 0.3) using Hubble Space Telescope/Advanced Camera for Surveys imaging and data from the Space Telescope A901/2 galaxy evolution survey (STAGES). We determine the effect of the environment on the size of the stellar distribution (i.e. galaxy sizes) by comparing the stellar-mass-size relations in the field and cluster environments for different Hubble-type morphologies. For elliptical, lenticular, and high-mass (M* > 10^10 M_sun) spirals, we find no evidence to suggest that a galaxy's size (i.e. effective radius a_e) is dependent on the environment. This result suggests that internal drivers are responsible for any potential size evolution inherent to these galaxies. However, for intermediate-/low-mass spirals (M* < 10^10 M_sun) we do find some evidence for a possible environmental effect, with the mean galaxy size (
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Roldán, Carlos Antonio Calcáneo. "The evolution of dark matter substructure." Thesis, Durham University, 2001. http://etheses.dur.ac.uk/4232/.
Full textAbstract:
This thesis investigates the dynamical evolution of systems orbiting within deeper potentials. Initially we use a simple satellite-halo interaction to study the dynamical processes that act on orbiting systems and we compare these results to analytical theory. Deep images of the Centaurus cluster reveal a spectacular arc of diffuse light that stretches for over 100 kpc and yet is just a few kpc wide. We use numerical simulations to show that this feature can be produced by the tidal debris of a spiral galaxy that has been disrupted by the potential of one of the central cD galaxies of the cluster. The evolution of sub-halos is then studied in a cosmological context using high resolution N-body simulations of galactic mass halos that form in a cold dark matter (CDM) simulation. CDM halos form via a complex series of mergers, accretion events and violent relaxation. Halos are non-spherical, have steep singular density profiles and contain many thousands of surviving dark matter substructure clumps. This will lead to several unique signatures for experiments that aim to detect dark matter either indirectly, through particle annihilation, or directly in a laboratory. For the first time it is possible to construct maps of the gamma-ray sky that result from the annihilation of dark matter particles within simulated dark matter halo distributions.
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Martin, Nicolas Ibata Rodrigo. "A la recherche de structures stellaires du disque galactique au halo de la galaxie d'Andromède." Strasbourg : Université Louis Pasteur, 2006. http://eprints-scd-ulp.u-strasbg.fr:8080/575/01/PhD_martin.pdf.
Full text
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Wicker, Raphaël. "Baryons in galaxy clusters : astrophysical effects and cosmological constraints." Electronic Thesis or Diss., université Paris-Saclay, 2023. http://www.theses.fr/2023UPASP114.
Full textAbstract:
Les amas de galaxies sont les objets gravitationnellement liés les plus massifs de l'univers, et l'histoire de leur formation est une conséquence directe de l'évolution des structures dans l'univers. Ainsi, leur étude permet de poser des contraintes cosmologiques. L'utilisation des amas en tant que sondes cosmologiques repose sur l'observation de leur contenu en matière, en particulier ordinaire, ou baryons. Ces derniers sont présents sous forme d'étoiles contenues dans les galaxies, et de gaz au sein du milieu intra-amas. Toutefois, les baryons dans les amas de galaxies sont sujets à des effets astrophysiques qui affecteront leurs propriétés. Ces effets doivent être étudiés en détail afin d'obtenir une bonne compréhension des amas et contraindre correctement les conditions ayant dicté leur formation, jusqu'à leurs propriétés actuelles.Je propose ainsi dans cette thèse une étude approfondie des baryons et de leurs effets dans les amas, des galaxies au gaz, à partir d'observations en millimétrique, optique, et rayons X.Une première partie de mon étude se concentre sur les galaxies et l'analyse de leurs propriétés à partir de données de spectroscopie optique, dans deux systèmes triples d'amas découverts par le satellite Planck. Je montre que ces deux systèmes n'apparaissent triples que suite à des effets de projection sur la ligne de visée, et sont en réalité constitués de plusieurs amas isolés se trouvant à plusieurs centaines de megaparsecs les uns des autres, exceptée une paire d'amas.De plus je montre que dans l'amas le plus distant, certaines galaxies forment encore des étoiles, contrairement aux galaxies dans les amas à plus bas redshift. Il est possible que cela marque la transition entre un régime d'intense formation stellaire dans les amas à haut redshift, et le régime de faible formation stellaire observé dans les amas à bas redshift.La suite de mon étude est dédiée à la fraction de gaz au sein des amas, en particulier afin de contraindre le biais découlant de l'hypothèse d'équilibre hydrostatique lors de la mesure de leur masse. Mal contraint, ce "biais hydrostatique", est responsable de contraintes cosmologiques biaisées à partir des amas. En utilisant des masses de gaz et des masses totales mesurées en rayons X sous l'hypothèse de l'équilibre hydrostatique, j'ai calculé la fraction de gaz de 120 amas, et ai étudié la valeur du biais hydrostatique et son évolution avec la masse et le redshift. Je montre que l'évolution du biais est dégénérée avec les paramètres cosmologiques, menant à des contraintes cosmologiques aberrantes en cas de mauvaise prise en compte de l'évolution du biais. Cependant, je montre que mes résultats dépendent de l'échantillon choisi, avec une évolution du biais différente suivant la sélection en masse et en redshift. Je montre toutefois que quelque soit la sélection de l'échantillon, mes résultats sont en accord avec un ensemble de mesures directes par d'autres méthodes, ainsi qu'avec les prédictions de simulations hydrodynamiques. Ces résultats sont néanmoins en désaccord avec la valeur de biais favorisée par des observations du fond diffus cosmologique combinées à des comptages d'amas.Enfin, j'ai combiné des données de fraction de gaz d'amas de galaxies avec des comptages réalisés à partir d'observations en ondes millimétriques. Cela m'a permis d'étudier les contraintes cosmologiques rendues possibles par cette combinaison, ainsi que les contraintes sur le biais hydrostatique. Je montre que l'ajout de données de fraction de gaz aux comptages d'amas permet de briser des dégénérescences existantes entre le biais hydrostatique et certains paramètres cosmologiques, sans a priori sur le biais.Mon travail a donc permis d'améliorer notre compréhension d'ensemble des propriétés astrophysiques des baryons dans les amas. J'ai notamment mis en évidence certains des liens entre effets astrophysiques et contraintes cosmologiques par les amas, permettant leur description fidèle et robusteGalaxy clusters are the most massive gravitationally bound structures of the universe, and the history of their formation is a direct consequence of the evolution of the large scale structure of the universe. As a result, studying these objects allows to constrain cosmological parameters, which are at the core of the models describing the evolution of our universe. The use of galaxy clusters as cosmological probes relies on the observation of their matter content, and in particular their content in ordinary matter, or "baryons". Baryonic matter is mainly present under the form of stars in galaxies and of gas inside the intra-cluster medium. However, baryons in galaxy clusters are subject to astrophysical effects which will impact their properties. These effects need to be analysed in detail in order to obtain an in depth understanding of these objects and to properly constrain the conditions that dictated their formation, their assembly, and their current properties.I propose in this thesis a thorough analysis of baryons and of their effects in clusters, from galaxies to the gas, using observations in optical, X-ray, and millimeter wavelengths. A first part of my study is focused on galaxies and the analysis of their properties from optical spectroscopy, inside two triple-cluster systems discovered by the Planck satellite. I show that these two systems appear as triple only due to projection effects on the line of sight, and that they are actually constituted of isolated clusters lying at several hundreds of megaparsecs from each other, except for a cluster pair. I show in addition that inside the most distant cluster, several galaxies are still star-forming, contrary to the galaxies in lower redshift systems. This may be the sign of a transition between a regime of high star formation in high redshift systems and the low star formation regime which is observed in low redshift clusters.The remainder of my work is dedicated to the gas fraction in galaxy clusters, in particular to constrain the bias which appears following the assumption of hydrostatic equilibrium when measuring cluster masses. This "hydrostatic bias", if poorly understood, is responsible for biased cosmological constraints from galaxy clusters. By using gas masses and total masses computed under the assumption of hydrostatic equilibrium in X-ray observations, I computed the gas fraction of 120 galaxy clusters, and constrained the value of the hydrostatic bias, as well as its evolution with mass and redshift. I show that the evolution of the bias is degenerate with cosmological parameters, leading to aberrant cosmological constraints when assuming the wrong evolution for the bias. I however show that these results are dependent on the considered sample, with trends of the bias changing depending on the mass and redshift selection of the sample. In any case, whatever the sample selection I find that my results are in agreement with a collection of other measurements of the bias using other methods, as well as with predictions from hydrodynamical simulations. These results are nevertheless in tension with the value of the bias preferred by the combination of cosmic microwave background observations with galaxy cluster number counts.Finally I combined gas fraction data of clusters with cluster number counts from millimeter wavelengths observations. This allowed me to study the constraints on cosmological parameters that this combination allowed, as well as the constraints on the hydrostatic bias. I show that adding gas fraction to cluster counts allows to break degeneracies that exist between the hydrostatic bias and cosmological parameters, without any prior on the bias.My work thus allowed to improve the understanding of the astrophysical properties of baryons in galaxy clusters. I notably highlighted some of the links and correlations between astrophysical effects and cluster cosmology, allowing for an accurate and robust description of these objects
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Sridhar, Srivatsan. "Analyse statistique de la distribution des amas de galaxies à partir des grands relevés de la nouvelle génération." Thesis, Université Côte d'Azur (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016AZUR4152/document.
Full textAbstract:
L'objectif de cette thèse est d'étudier la possibilité de construire la fonction de corrélation à 2 points des amas de galaxies détectés dans les grands relevés optiques de galaxies. En particulier j’étudie l’impact de décalages vers le rouge dégradés car dérivés de données photométriques seules comme cela sera le cas pour les grands relevés à venir. J’ai utilisé des sous-échantillons d’amas sélectionnés dans les catalogues simulés. Les décalages vers le rouge des amas sont modélisés à partir des décalages exacts auxquels sont rajoutés un brui gaussien d’écart type σ (z=0) = 0.005 à 0.050. La fonction de corrélation dans l’espace direct est calculées par une méthode de déprojection. L’étude a été menée sur 4 intervalles de masse et 6 de redshift couvrant le domaine 0N200) est similaire à Σ(>masse), ainsi que la fonction de biais qui peut être reproduite à 1σ prèsI aim to study to which accuracy it is actually possible to recover the real-space to-point correlation function from cluster catalogues based on photometric redshifts. I make use of cluster sub-samples selected from a light-cone simulated catalogue. Photometric redshifts are assigned to each cluster by randomly extracting from a Gaussian distribution having a dispersion varied in the range σ (z=0) = 0.005 à 0.050. The correlation function in real-space is computed through deprojection method. Four masse ranges and six redshifts slices covering the redshift range 0
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Hamadache, Clarisse. "Recherche d'effets de microlentille gravitationnelle vers le centre galactique avec les données d'EROS-II." Phd thesis, Université Louis Pasteur - Strasbourg I, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00008874.
Full textAbstract:
La recherche systématique d'effets de microlentille gravitationnelle vers le centre galactique permet de sonder la structure galactique. Le travail de thèse présenté ici concerne l'analyse des données collectées vers le centre galactique par l'expérience Eros2 pendant toute sa durée (1996-2003) : 66 degrés carrés du ciel situés de part et d'autre du plan galactique étaient surveillés. Les courbes de lumière d'environ 50 millions d'étoiles ont pu être construites dans deux filtres. Les effets de microlentille gravitationnelle d'une durée comprise entre 4 jours et 500 jours et dont l'amplification maximum est supérieure à 2,18 ont été recherchés ; ceci permet de sélectionner des candidats convaincants et constitue une originalité par rapport aux analyses précédentes (Eros2 et concurrents) où l'on considérait une amplification maximum supérieure à 1,34. L'analyse a révélé 139 candidats de microlentille gravitationnelle. Pour calculer la profondeur optique, l'échantillon d'étoiles sources a été restreint aux étoiles situées autour de l'amas des étoiles géantes rouges dans le diagramme couleur magnitude. Ce sous-échantillon constitué de 5,57.10e6 étoiles présente 91 candidats parmi les 139 avec une efficacité moyenne de détection de 56%. La profondeur optique correspondante est de (1,79+/-0,20).10e-6, elle est compatible avec les valeurs attendues par les modèles galactiques. Ce résultat est en accord avec le dernier résultat du groupe Macho mais est plus bas que celui des expériences concurrentes Ogle et Moa qui donnent une profondeur optique 2 à 3 fois plus grande que celle prédite par les modèles. Par ailleurs, la grande statistique des données Eros2 collectées vers le centre galactique a permis de calculer la profondeur optique pour différentes latitudes galactiques, mettant ainsi en évidence le gradient de profondeur optique attendu du fait de la diminution de la densité d'objets compacts avec la distance au plan galactique.
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Alpaslan, Mehmet. "The cosmic web unravelled : a study of filamentary structure in the Galaxy and Mass Assembly survey." Thesis, University of St Andrews, 2014. http://hdl.handle.net/10023/4906.
Full textAbstract:
I have investigated the properties of the large scale structure of the nearby Universe using data from the Galaxy and Mass Assembly survey (GAMA). I generated complementary halo mass estimates for all groups in the GAMA Galaxy Group Catalogue (G³C) using a modified caustic mass estimation algorithm. On average, the caustic mass estimates agree with dynamical mass estimates within a factor of 2 in 90% of groups. A volume limited sample of these groups and galaxies are used to generate the large scale structure catalogue. An adapted minimal spanning tree algorithm is used to identify and classify structures, detecting 643 filaments that measure up to 200 Mpc/h, each containing 8 groups on average. A secondary population of smaller coherent structures, dubbed `tendrils,' that link filaments together or penetrate into voids are also detected. On average, tendrils measure around 10 Mpc/h and contain 6 galaxies. The so-called line correlation function is used to prove that tendrils are real structures rather than accidental alignments. A population of isolated void galaxies are also identified. The properties of filaments and tendrils in observed and mock GAMA galaxy catalogues agree well. I go on to show that voids from other surveys that overlap with GAMA regions contain a large number of galaxies, primarily belonging to tendrils. This implies that void sizes are strongly dependent on the number density and sensitivity limits of the galaxies observed by a survey. Finally, I examine the properties of galaxies in different environments, finding that galaxies in filaments tend to be early-type, bright, spheroidal, and red whilst those in voids are typically the opposite: blue, late-type, and more faint. I show that group mass does not correlate with the brightness and morphologies of galaxies and that the primary driver of galaxy evolution is stellar mass.
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Flores, Herrera Mario Andres de Jesus. "Galaxy formation: from primordial fluctuations to structure formation in the Universe." Bachelor's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2017. http://amslaurea.unibo.it/14761/.
Full textAbstract:
Durante questa tesi studieremo principalmente i modelli di formazione di struttura nel universo di Press & Schechter(1974) e di White & Rees (1978), che spiegano la formazione galattica con un modello gerarchico di formazione di tutte le strutture cosmiche, dalla crescita delle piccole perturbazioni primordiali fino alla formazione della materia, e come essa si evolve per formare stelle e poi sistemi stellari, cioè, galassie.
Una parte importante di questa tesi sarà dedicata a studiare la formazione di aloni di materia oscura, che sono vere e proprie buche di potenziale, in cui la materia barionica caderà per formare la galassia.
Finalmente, studieremo la formazione di strutture luminose, come sono le stelle, al interno degli aloni di materia oscura ed a cos'è dovuto le diverse morfologie che vediamo in diverse galassie.
Confronteremo i risultati più importanti dei modelli teorici studiati con dati osservativi ed esperimentali moderni.
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Legrand, Louis. "Large surveys : from galaxy evolution to cosmological probes." Thesis, université Paris-Saclay, 2020. http://www.theses.fr/2020UPASP023.
Full textAbstract:
Les grands relevés de galaxies sont des fenêtres ouvertes sur notre Univers: ils nous offrent de précieuses informations sur son contenu et sur son évolution. D'une part les relevés profonds explorent la formation et l'évolution des galaxies. D'autre part, les relevés à grand champ cartographient la distribution de la matière dans le but de comprendre la nature de l'énergie noire et de la matière noire.Au cours de cette thèse, j'explore les capacités offertes par ces relevés afin de répondre aux questions suivantes:1. Quels sont les principaux moteurs de l'évolutions des galaxies ? 2. Quelles progrès dans notre connaissance de l'Univers seront apportés par les futurs relevés de galaxies ? Je commence par déterminer la relation entre la masse stellaire et la masse des halos de matière noire des galaxies en utilisant des mesures précises de la fonction de masse stellaire dans le champ COSMOS. Grâce à l'exhaustivité du relevé COSMOS entre z ~0.2 et z ~ 5, j'obtiens pour la première fois cette relation sur une aussi grande gamme de redshifts à partir d'un seul relevé.Je constate que la masse de halo caractéristique, définie comme maximisant le rapport entre la masse stellaire et la masse du halo, augmente entre z=0 et z=2.3 et reste stable jusqu'à z = 4.Cette augmentation de la masse de halo caractéristique met en lumière le rôle des flux de gaz froid comme moteurs de la formation des galaxies à grand redshift. Afin d'approfondir ce sujet, je combine des observations de la teneur en gaz moléculaire froid des galaxies jusqu'à z=4, avec la relation entre masse stellaire et masse du halo de matière noire. Je constate que l'évolution de la fraction de masse du gaz froid est en accord avec l'hypothèse selon laquelle les apports de gaz froid sont responsables de la plus grande efficacité de formation des galaxies à grand redshift dans les halos massifs.Ensuite, dans le but de maximiser les contraintes cosmologique qui seront apportées par les prochains grands relevés spectroscopiques, je montre qu'une nouvelle observable, les fluctuations angulaires de redshift (ARF), apportent des informations complémentaires par rapport au traditionnel ``angular galaxy clustering''. Grâce à leurs sensibilités particulières au champ de vélocité de la matière, je montre que les dégénérescences entre les paramètres cosmologiques et de biais des galaxies sont différentes lorsqu'elles se basent sur les ARF ou sur le ``angular galaxy clustering''. Dès lors, la combinaison des deux observables permet de lever des dégénérescences et d'améliorer les contraintes, d'un facteur au moins deux, sur la plupart des paramètres des modèles ^CDM et wCDM.Finalement, en tant que membre de la collaboration Euclid, j'ai exploré le potentiel cosmologique de ce futur relevé de galaxies. Ce relevé nous permettra de mesurer très précisément la distribution de la matière sur tout le ciel extra-galactique. Dans le but d'exploiter entièrement tout son potentiel, il est crucial de le combiner avec les futurs relevés du CMB.J'utilise le formalisme de Fisher afin de prédire l'intérêt d'une analyse combinée des sondes CMB avec les sondes Euclid. Je teste à la fois le modèle ^CDM standard et ses extensions, et montre que le CMB améliorera les contraintes d'un facteur au moins deux sur la plupart des paramètres cosmologiques, et notamment sur les modèles d'énergie noire alternatifs, qui font partie des intérêts majeurs pour EuclidLarge galaxy surveys are like open windows on our Universe: they provide precious insights on its components and on its evolution. On the one hand, pencil surveys go deep into the cosmos to explore the formation and evolution of galaxies. On the other hand, wide surveys are mapping the distribution of matter on large scales to understand the nature of dark energy and dark matter.During my thesis, I explore the capabilities of these large surveys to address the following questions:1. What are the main drivers of galaxy evolution? 2. What improvements on our knowledge of the Universe will be brought by upcoming wide galaxy surveys? Using precise galaxy stellar-mass function measurements in the COSMOS field, I first determine the stellar-to-halo mass relation through a parametric abundance matching technique. Thanks to the completeness of the COSMOS survey from z ~ 0.2 to z ~ 5, I obtain for the first time this relation over such a large redshift range from a single coherent sample.I find that the ratio of stellar-to-halo mass content peaks at a characteristic halo mass which increases up to z = 2.3 and remains flat up to z = 4.This steady increase of the characteristic halo mass questions the role of cold gas inflows as drivers of galaxy formation at high redshift.To address this question, I link observations of the cold molecular gas content in galaxies up to z = 4 to the evolution of the dark matter halo mass. I find that the joint evolution of cold gas mass fraction and halo mass is in agreement with the hypothesis of cold gas inflows being responsible of efficient galaxy formation at high redshift.With the scope of maximising the cosmological power of next generation spectroscopic surveys, I show that a novel cosmological observable, the angular redshift fluctuations (ARF) will provide complementary cosmological information in addition to the standard angular galaxy clustering. Due to its distinct sensitivity to the peculiar velocity field, I find that the cosmological and galaxy bias parameters express different degeneracies when inferred from ARF or from angular galaxy clustering.As such, combining both observables breaks these degeneracies and greatly decreases the marginalised uncertainties, by a factor of at least two on most parameters in the ^CDM and wCDM models.As part of the Euclid collaboration, I then investigate the cosmological power of the upcoming Euclid survey, which will offer us an exquisite measurement of the matter distributions on the full extra-galactic sky.In order to fully exploit all the potential of the Euclid survey it is crucial to combine it with upcoming CMB surveys.I use the Fisher formalism to forecast the benefits of performing a joint analysis of CMB probes with Euclid main probes (weak lensing and galaxy clustering). I test both the standard cosmological model, ^CDM, and its extensions, and show that CMB will improve the constraints by a factor two on most cosmological parameters, and most notably on dark energy modified models which are of key interest for Euclid
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Tamm, Antti. "Structure of distant disk galaxies /." Tartu : Tartu Univ. Press, 2006. http://www.gbv.de/dms/goettingen/517158086.pdf.
Full text
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Turnbull, Alexander James. "Fine structure in elliptical galaxies." Thesis, University of Hertfordshire, 1999. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.323441.
Full text
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Kendall, Sarah Anne. "Spiral structure in nearby galaxies." Thesis, University of Cambridge, 2009. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.611638.
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Lima-Neto, Gastao Bierrenbach. "Formation de galaxies elliptiques et structure des amas de galaxies." Paris 7, 1993. http://www.theses.fr/1993PA077317.
Full textAbstract:
Le theme de cette these est l'etude de la formation et de la structure de galaxies elliptiques au sein de groupes et amas de galaxies. Cette etude se divise selon deux approches principales: l'analyse des proprietes physiques et morphologiques de deux amas de galaxies, abell 85 et 2199 ; et l'etude numerique de la formation de galaxies elliptiques par coalescence de galaxies spirales. Les amas de galaxies ont ete analyses a partir de cliches pris par le detecteur ipc a bord du satellite einstein dans le domaine de rayonnement x. Le gaz intra-amas responsable de l'emission x est suppose etre en equilibre avec le potentiel de l'amas et sert de traceur de ce dernier. En utilisant une technique d'ajustement des cliches par des images de synthese, il est possible de determiner le profil radial de densite du gaz emetteur ainsi que sa morphologie et la presence des sous-structures. En tirant profit des proprietes spectrales du detecteur, le profil de temperature du gaz est estime. L'etude de la formation de galaxies elliptiques se fait par le biais de simulations a n-corps, en utilisant un code en arbre et un code de somme directe sur un ordinateur massivement parallele. Trois classes de conditions initiales ont ete realisees: deux galaxies spirales de masse semblable placees soit en orbite circulaire, soit sur une trajectoire de collision de plein fouet ; des groupes de galaxies spirales en equilibre du viriel ; un effondrement sans collision d'un gaz froid. Les galaxies spirales suivent le modele de miyamoto & nagai a trois composantes bulbe, disque et halo. Les simulations ont ete suivies jusqu'a la formation d'un objet elliptique central en equilibre quasi-stationnaire. Les proprietes physiques et morphologiques de l'objet final des simulations sont confrontees a des modeles issus de la physique statistique appliquee a des systemes gravitationnels en equilibre. Les structures fines, variation de l'ellipticite, deformation et rotation des isocontours, ont ete comparees a des donnees observationnelles. Une modification de la mecanique newtonienne a ete aussi consideree dans le cadre de l'etude de la structure du gaz intra-amas
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Durkalec, Anna. "Properties and evolution of galaxy clustering at 2." Thesis, Aix-Marseille, 2014. http://www.theses.fr/2014AIXM4758/document.
Full textAbstract:
Cette thèse porte sur l'étude des propriétés et l'évolution de regroupement de galaxies pour les galaxies de la gamme de 22. Je ai pu mesurer la distribution spatiale d'une population générale de galaxie à redshift z~3 pour la première fois avec une grande précision. Je ai quantifié le regroupement de galaxie en estimation et la modélisation de la fonction de corrélation projetée (espace réel) à deux points, pour une population générale de 3022 galaxies. Je ai prolongé les mesures de regroupement à la luminosité et des sous-échantillons de masse sélectionné stellaires. Mes résultats montrent que la force de regroupement de la population générale de la galaxie ne change pas de redshift z~3,5 à z~2,5, mais dans les deux redshift va plus lumineux et des galaxies plus massives sont plus regroupées que les moins lumineux (massives). En utilisant la distribution d'occupation de halo (HOD) formalisme je mesuré une masse moyenne de halo hôte au redshift z~3 significativement plus faible que les masses halo moyens observés à faible redshift. Je ai conclu que la population de formation d'étoiles observé des galaxies à z~3 aurait évolué dans le massif et lumineux la population de galaxies au z=0. Aussi, je interpréter les mesures de regroupement en termes de biais de galaxies à grande échelle linéaire. Je trouve que ce est nettement plus élevé que le biais des galaxies redshift intermédiaire et faible. Enfin, je ai calculé le ratio-stellaire Halo masse (SHMR) et l'efficacité intégrée de formation d'étoiles (ISFE) pour étudier l'efficacité de la formation des étoiles et l'assemblage masse stellaireThis thesis focuses on the study of the properties and evolution of galaxy clustering for galaxies in the redshift range 22. I was able to measure the spatial distribution of a general galaxy population at redshift z~3 for the first time with a high accuracy. I quantified the galaxy clustering by estimating and modelling the projected (real-space) two-point correlation function, for a general population of 3022 galaxies. I extended the clustering measurements to the luminosity and stellar mass-selected sub-samples. My results show that the clustering strength of the general galaxy population does not change significantly from redshift z~3.5 to z~2.5, but in both redshift ranges more luminous and more massive galaxies are more clustered than less luminous (massive) ones. Using the halo occupation distribution (HOD) formalism I measured an average host halo mass at redshift z~3 significantly lower than the observed average halo masses at low redshift. I concluded that the observed star-forming population of galaxies at z~3 might have evolved into the massive and bright (Mr<-21.5) galaxy population at redshift z=0. Also, I interpret clustering measurements in terms of a linear large-scale galaxy bias. I find it to be significantly higher than the bias of intermediate and low redshift galaxies. Finally, I computed the stellar-to-halo mass ratio (SHMR) and the integrated star formation efficiency (ISFE) to study the efficiency of star formation and stellar mass assembly. I find that the integrated star formation efficiency is quite high at ~16% for the average galaxies at z~3
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Gil, Marín Héctor. "New techniques for the analysis of the large scale structure of the Universe." Doctoral thesis, Universitat de Barcelona, 2012. http://hdl.handle.net/10803/83609.
Full textAbstract:
The goal of this thesis is to study the large scale structure of the Universe from a theoretical point of view. In particular, the different chapters of this thesis focus on developing statistic tools to improve the understanding the contents of the Universe. In Chapter 1 a brief introduction of the basics of cosmology and large scale structure of the Universe is presented. This is the starting point for the thesis and provides a vital background material for all the following works developed in the other Chapters.
Chapter 2 is concerned to the development of an extension of the Halo Model. We study the possibility of modifying the standard halo model dark matter haloes properties to depend not only on the halo mass but also on the halo environment. Both theoretical and observational studies indicate that properties of dark matter haloes, and specially the way they host galaxies, namely the Halo Occupation Distribution (HOD), depend not only on the mass of the halo host but also on its formation history. This formation history dependence may be related to the halo-surrounding dark matter field. In this work we present a theoretical model that allows to incorporate in a simple way this extra dependence on the environment. In this model the whole population of dark matter haloes is split in two depending on whether the haloes live in high-density environments or in low-density ones. We explore how the dark matter and the galaxy correlation function is affected by this dependence on the environment though the dark matter halo profile or the HOD respectively.
In Chapter 3 we explore the possibility of improving the measurement of the growth factor using dark matter tracers. We compare the accuracy in the measurement of the growth factor using a single and two different biased dark matter tracers separately. We make use of realistic bias models, which include non-linear and stochastic parameters, and we calibrate them using dark matter simulations and using haloes of a certain binmass as tracers. We expect that using this method the sample variance could be reduced and the accuracy of the measurements improved as previous works have shown.
Chapter 4 is concerned to exploring how possible deviations of General Relativity can be detected using the bispectrum technique. We work with a suit of cosmological simulations of modified gravitational action f (R) models, where cosmic acceleration is induced by a scalar field that acts as a fifth force on all forms of matter. The goal is to see how the bispectrum of the dark matter field on mildly non-linear scales is modified by the extra scalar field. In particular we are interested in see which is the effect on the bispectrum, when different gravity models present the same power spectrum at late times.
In Chapter 5 we propose a new simple formula to compute the dark matter bispectrum in the moderate non-linear regime (k < 0.4 h/Mpc) and for redshifts z ≤ 1.5. Our method is inspired by the approach presented by Scoccimarro and Couchman (2001), but includes a modification of the original formulae and a prescription to better de- scribe the BAO oscillations. Using ΛCDM simulations we fit the free parameters of our model. We end up with a simple analytic formula that is able to predict accurately the bispectrum for a ΛCDM Universe including the effects of Baryon Acoustic Oscillations.
The major conclusions of the works presented in the thesis are summarised and discussed in Chapter 6. Also the possible future projects are discussed.La cosmologia és la disciplina que estudia l’Univers com a conjunt. L’objectiu és indagar i entendre l’origen, l’evolució, l’estructura i el destí final del cosmos, així com les lleis que el regeixen. Actualment la cosmologia es fonamenta en la teoria del Big Bang, que engloba l’astronomia observacional i la física de partícules. A cosmologia, el terme d’estructura a gran escala es refereix a la caracterització de la distribució de matèria i radiació a escales típicament superiors a 10Mpc (desenes de milions d’anys llum). Les missions científiques de mapeig i cartografiat del cel han proporcionat informació essencial sobre el contingut i les propietats d’aquesta estructura. S’ha determinat que l’organització de l’Univers a aquestes escales segueix un model jeràrquic amb una organització superior de supercúmuls i filaments. A escales superiors no s’ha trobat evidència de cap estructura continuada. A aquest fenomen se’l coneix com el Final de la Grandesa. L’objectiu d’aquesta tesi és l’estudi de l’estructura a gran escala de l’Univers des d’un punt de vista teòric. En particular els diferents capítols d’aquesta tesi se centren en desenvolupar eines estadístiques per millorar l’enteniment de la natura dels constituents de l’Univers. En el Capítol 1 es presenta una introducció als conceptes bàsics de la cosmologia actual amb èmfasi en l’estructura a gran escala de l’Univers. En el Capítol 2 es presenta una extensió al models d’halos clàssic on s’inclou una dependència dels halos amb l’entorn. Amb aquest tipus de models s’espera poder explicar millor com les galàxies es distribueixen al cosmos d’acord amb les seves propietats físiques. En el Capítol 3 es presenta un mètode per determinar paràmetres cosmològics tals com el factor de creixement. L’avantatge de la tècnica presentada aquí és que permet reduir l’efecte de la variància còsmica que domina quan estudiem les escales pròximes a la grandària de l’Univers observat. En el Capítol 4 s’utilitza la tècnica del bispectre per determinar com de diferent és la Relativitat General de les teories de gravetat modificada al nivell de la funció de correlació de tres punts. En el Capítol 5 presentem una fórmula analítica pel càlcul del bispectre de matèria fosca calibrada a partir de simulacions de N-cossos. Finalment en el Capítol 6 presentem les conclusions d’aquesta tesi i les perspectives futures. Esperem que els treballs i esforços realitzats, així com els resultats obtinguts en aquesta tesi sigui útils per futurs projectes científics. En particular, esperem que les tècniques que aquí es presenten combinades amb dades de missions científiques de cartografiat i mapeig de galàxies puguin ser útils per extreure informació rellevant sobre l’evolució i estructura del cosmos i que així puguin ajudar a desentrellar la natura i les propietats de la matèria i energia fosca.
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Santiago, Bautista Iris del Carmen. "Étude des propriétés des galaxies dans les structures filamentaires." Thesis, Toulouse 3, 2020. http://www.theses.fr/2020TOU30034.
Full textAbstract:
La composante baryonique de la structure à grande échelle de l’Univers est composée de concentration de gaz et de galaxies, donnant lieu à des groupes, à des amas, à des filaments allongés et à des murs étendus. Ces structures peuvent suivre la distribution de matière noire dans l’Univers. Néanmoins, selon le modèle cosmologique actuel, l’ensemble des matières baryoniques dans l’Univers n’a pas encore été observé. Cependant, les simulations numériques nous suggèrent qu’entre la moitié et deux tiers des parties des baryons sont localisées entre les amas de galaxies et peuplent les structures qui les relient. Les structures les plus concentrées, que nous appelons ici « des systèmes » (i.e. groupes et amas), ont généralement des gaz à haute concentration et une température élevée (1 - 10 keV). Cette température se refroidit en émettant des photons qui sont observables en rayons X. De plus les gaz interagissent avec les photons du fond diffuse cosmologique par l’effet Sunyaev–Zel'dovich (SZ) , observable à longueur d’onde millimétrique. Dans les filamentaires et murs qui sont des structures moins denses, les baryons sont probablement dans un état moins dense et à une température modérée (0.01 - 1 keV). Ces gaz tièdes sont appelés WHIM (Warm Hot Intergalactic Medium). Pendant cette Thèse de doctorat nous étudions les effets environnementaux associés aux différents composants de la structure à grande échelle de l’Univers. Pour les systèmes, l'objectif est la caractérisation du milieu intra amas en utilisant l’effet SZ. Pour cela nous utilisons les observations du satellite Planck et de l’Atacama Cosmological Télescope (ACT) afin d’analyser les profils de pression pour un échantillon d’amas de faible masse. D'autre part, pour l'étude des structures à faible densité (structures filamentaires). Nous avons construit un échantillon de candidats à filaments, cet échantillon se compose des chaînes d’amas reliées en une structure de super amas de galaxies. Notre objectif est de prouver leur nature filamentaire et de caractériser ses composants (galaxies, amas et gaz)The baryonic component of the Large Scale Structure (LSS) of the Universe is composed by concentrations of gas and galaxies forming groups, clusters, elongated filaments and widely spread sheets which probably underline the distribution of dark matter. Nevertheless, according to the current cosmological models, most of the baryonic material in the Universe has not yet been directly observed. Numerical simulations suggest that from one-half to two-thirds of all baryons may be located out of clusters of galaxies, pervading the structures between them. The most concentrated structures, which we call systems of galaxies (i.e., groups and clusters) usually contain high density hot gas (1 - 10 keV) that cools radiatively, emits at X-rays wavelengths and interacts with the cosmic microwave background at millimeter wavelengths (Sunyaev Zel'dovich effect, SZ). For the less dense structures, filaments and sheets, the baryons are probably in moderately hot gas phase (0.01 - 1 keV), commonly named as warm hot intergalactic medium (WHIM). In this PhD Thesis, we study the environmental effects associated to the different components of the LSS. For the galaxy systems, we aim to characterize the intra cluster medium (ICM) through the analysis of the S-Z effect. We employ the ACT and Planck data to analyze the gas pressure profiles of a sample of low mass galaxy clusters. For the least dense structures, we assembled a sample of filament candidates composed by chains of clusters that are located inside superclusters of galaxies. We aim to probe the filament structure skeletons and characterize their components (galaxies, groups/clusters and gas)
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Naab, Thorsten. "Structure and dynamics of interacting galaxies." [S.l. : s.n.], 2000. http://deposit.ddb.de/cgi-bin/dokserv?idn=961763744.
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