Thèse de Hervé Dole 23 Octobre 2000
Université Paris Sud XI Orsay
L'Evolution des Galaxies Infrarouges
des observations cosmologiques avec ISO à une modélisation de l'infrarouge moyen au submillimétrique
English Version
Le lundi 23 Octobre 2000 à 14h00 à l'institut d'Astrophysique Spatiale, salle 1
le jury est composé de:
Guillaume Pineau des Forêts, président
Chas Beichman, rapporteur
François Hammer, rapporteur
François-Xavier Désert, examinateur
Bruno Guiderdoni, examinateur
Jean-Loup Puget, Directeur de thèse
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Résumé
Cette thèse a pour objet d'une part l'analyse du relevé profond
FIRBACK effectué par l'Infrared Space Observatory dans
l'infrarouge lointain (l = 170 µ m), qui a pour but d'étudier les galaxies contribuant au fond extragalactique infrarouge, et d'autre part la modélisation de l'évolution des galaxies dans le domaine spectral s'étendant de l'infrarouge moyen au submillimétrique.
Le relevé FIRBACK est constitué de 3 champs (deux boréaux et un
austral) à haute latitude Galactique et de faible émission
d'avant-plan, couvrant une surface totale de 3.89° 2. J'expose tout d'abord les techniques de réduction, de traitement et d'étalonnage des données cosmologiques ISOPHOT. En particulier, je montre qu'en ayant déterminé le lobe de l'instrument, l'émission étendue est en accord entre PHOT et DIRBE. Les cartes finales sont construites, et le relevé est limité par la confusion sc = 45 mJy.
Je présente ensuite les techniques d'extraction des sources et de simulation pour la photométrie, qui permettent de construire le catalogue final de 106 sources, de flux compris entre 180 mJy (4 sc) et 2.4 Jy. Le catalogue complémentaire regroupe 90 sources de flux compris entre 135 et 200 mJy. Les comptages de galaxies présentent un fort excès par rapport aux modèles sans et avec évolution, et aux observations locales: ils ne sont compatibles qu'avec des scérarii de forte évolution. Les sources représentent 4%
du fond extragalactique à 170 µ m. Les quelques identifications à d'autres longueurs d'onde (en particulier dans le domaine visible et submillimétrique) suggèrent que les sources FIRBACK sont des galaxies très lumineuses dont la majorité est locale, mais dont une fraction non négligeable se situe à des redshifts supérieurs à 1.
Dans le but de comprendre la nature des sources FIRBACK et d'apporter
des contraintes sur l'évolution des galaxies infrarouges, j'ai
développé un modèle phénoménologique d'évolution. En
utilisant la fonction de luminosité locale observée et une famille
de spectres de galaxies starburst, il est possible de contraindre
l'évolution de la fonction de luminosité en ajustant toutes les
données existantes: comptages profonds à 15, 170 et 850 µ m et spectre du fond extragalactique. Je montre ainsi que l'évolution des galaxies dans le domaine couvrant l'infrarouge moyen au submillimétrique est dominée par une population de galaxies infrarouges ultra-lumineuses, dont le pic se situe à L = 2.0 × 1011L. Les distributions en redshift sont en accord avec les observations. Le modèle permet de faire des prédictions pour les futures observations spatiales de SIRTF, Planck et FIRST.
Mots-clefs
Cosmologie -- Galaxies: Formation, Evolution, Comptages -- Observation: Infrarouge, Submillimétrique, Spatial -- Fonction de Luminosité -- Fond Extragalactique