Le plasma chaud dans les amas et les groupes de galaxies : etude theorique et observationnelle

par SERGIO DOS SANTOS

Thèse de doctorat en Terre, océan, espace

Sous la direction de GARY MAMON.

Soutenue en 1999

à Paris 7 .

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  • Résumé

    Les groupes et les amas de galaxies sont des structures particulieres dans notre univers, en ce qu'ils sont censes s'etre formes dans un passe proche et continuer a se former aujourd'hui. Leur etude permet de contraindre fortement les parametres cosmologiques, tant par la decouverte d'amas massifs lointains que par l'etude des proprietees statistiques de leur population. Cette these a porte sur la nature et les proprietes du plasma intra-amas emetteur x, tant du point de vue theorique qu'observationnel. Nous avons ainsi etudie, du point de vue theorique, le profil de temperature du gaz dans un amas relaxe. Des observations recentes ont montre que ce profil n'etait pas isotherme, mais decroissant avec le rayon, alors qu'aucun modele theorique n'etait a meme de prevoir cette decroissance. Nous avons montre qu'un modele simple que nous avons developpe, prenant en compte l'effet de la conduction thermique electronique dans le plasma, pouvait reproduire de facon extremement satisfaisante ce profil observe. De plus, le profil de masse totale, calcule d'apres le profil de temperature theorique et le profil de brillance de surface x observe, est tres bien ajuste par le profil dit universel nfw, qui jusqu'a present n'etait trouve que dans les simulations de formation d'amas. Nous avons, de plus, explore une generalisation non-statique du modele de profil de temperature, et mis en lumiere sa relation avec les modeles de courant de refroidissement. La partie observationnelle de cette these a consiste en l'analyse de deux groupes de galaxies dont les proprietes sont tres dissemblables. Tout d'abord, hcg16 est un groupe assez exceptionnel, forme de sept galaxies, dont six ont des noyaux actifs. Les resultats de reductions de donnees rosat etaient tres controverses, la luminosite x variant d'un facteur sept d'une equipe a l'autre. Nous avons montre, grace a une analyse multi-echelle (grace a un algorithme de transformee en ondelettes) et multi-longueur d'ondes (x, optique et radio) que l'emission du groupe etait contaminee par des sources d'arriere-plan, et reduit les estimations de la luminosite d'un facteur deux. Ce travail nous a permis de montrer que, dans le cas des groupes, une telle analyse tres detaillee etait indispensable afin d'eviter les erreurs dues a la contamination. Le deuxieme groupe que nous avons etudie est hcg62, un groupe massif, dont les caracteristiques sont tres proches de celles des amas extrapolees a basse temperature. Nous avons utilise une technique nouvelle de reconstruction d'images dans differentes bandes, afin de construire une carte de rapport de durete du groupe. Nous avons ainsi mis en evidence une structure bimodale au centre du courant de refroidissement, structure qui ne pouvait pas etre apercue dans l'image x totale du groupe. Cette structure bimodale est probablement due a la deposition de masse dans le courant de refroidissement, qui augmente sensiblement la colonne densite et change le spectre. Une analyse spectrale directe des deux regions de la structure bimodale a permis de valider notre algorithme et de montrer que la temperature et la colonne densite des deux regions est statistiquement differente.


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Informations

  • Détails : 216 p.
  • Annexes : 200 ref.

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