La structure des milieux intergalactiques et interstellaires sondée par les spectres d'absorption

par Emmanuel Rollinde de Beaumont

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Patrick Boissé.

Soutenue en 2003

à Paris 11, Orsay .


  • Résumé

    La première partie de cette thèse présente les résultats obtenus en appliquant une méthode inverse bayesienne aux spectres d'absorption de quasars pour déterminer les propriétés physiques et la distribution spatiale du milieu intergalactique. Les méthodes inverses sont particulièrement bien adaptées à l'analyse de champs continus dans le cadre d'un modèle a priori. A l'aide de plusieurs simulations de matière noire, nous avons ainsi montré les avantages, et les limites, de la méthode d'inversion pour aborder différentes questions. : reconstruire la topologie du milieu intergalactique, contraindre la relation température-densité et déterminer le champ de vitesses. L'analyse du spectre d'absorption du quasar HE 1122-1628 a permis de déterminer la température moyenne du milieu intergalactique à z = 2. De plus, nous avons étudié la distribution spatiale des métaux associés aux raies fortes de H I. D'autre part, nous avons effectué une corrélation directe de la forêt Lyman-α observée dans des spectres de quasars appartenant à des paires ou des groupes à z ~ 2, obtenus avec FORS sur le VLT. La comparaison de la corrélation dans deux directions perpendiculaires permet de contraindre la valeur de la constante cosmologique, [SIGMA]_[lambda]. La deuxième partie de cette thèse est consacré à l'étude des structures du milieu interstellaire moléculaire à l'échelle de l'unité astronomique. Nous avons obtenu, entre 1999 et 2002, quatre spectres de l'étoile AE Aur dans l'ultra-violet avec FUSE(H2) et neuf spectres dans le visible avec le spectrographe Elodie à l'OHP (CH et CH+). D'autre part, nous avons analysé neuf autres spectres dans le visible, obtenus entre 1990 et 2002. Nous avons mis en évidence une augmentation de 20 % de la densité de colonne de CH sur 200 UA ainsi que des variations erratiques corrélées de faible amplitude (quelques %) pour CH et CH+ sur 1-10 UA. Les variations de N(H2) sur 50 UA sont inférieures à 5%.


  • Résumé

    The first part of the thesis presents the results obtained from the application of a bayesian inverse method on absorption spectra to obtain constraints on the physical properties and spatial structure of the intergalactic medium. The inverse methods are especially adapted to analysing continuous fields in the framework of an a priori model. Using several dark matter simulations, the advantages and limitations of this method have been investigated on several questions: reconstructing the topology of the intergalactic medium, constraining the temperature-density relation and recovering the velocity field. The analysis of the absorption spectrum of the quasar HE 1122-1628 allowed us to determine the mean temperature of the intergalactic medium at z = 2. Moreover, the spatial distribution of metals in strong lines of H I has been investigated. In addition, the direct correlation of the Lyman-α forest seen in the spectra of pairs or groups of z ~ 2 quasars, observed with FORS at the VLT, have been analysed. The comparison of transverse and longitudinal correlation lengths constrains the cosmological parameters (as a modified version of the Alcock & Paczynski test). The second part of this work is concerned with the AU-scale structure of the molecular interstellar medium. Between 1999 and 2002, four spectra of the star AE Aur have been obtained in the UV with FUSE (H2) and nine visible spectra with the spectrograph Elodie at the OHP (CH and CH+). In addition, nine other visible spectra, obtained between 1990 and 2002 have been analysed. These data reveal an increase of 20 % of the column density of CH over 200 UA, as well as erratic correlated variations of small amplitude (a few %) for CH and CH+ over 1-10 UA. An upper limit of 5% on the variations of N(H2) over ~50 UA have been derived.

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Informations

  • Détails : 231 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p.157-166.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : M/Wg ORSA(2003)3
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