Activité de formation stellaire dans les galaxies lumineuses infrarouges et les galaxies-hôtes des sursauts gamma

par Emeric Le Floch

Thèse de doctorat en Terre, Océan, Espace. Astrophysique et techniques spatiales

Sous la direction de Félix Mirabel.

Soutenue en 2003

à Paris 11 .


  • Résumé

    Cette thèse se propose d'étudier l'activité de formation stellaire dans les galaxies lumineuses, par l'utilisation de deux traceurs particuliers: l'émission infrarouge de la poussière chauffée par le rayonnement des étoiles jeunes, et les sursauts gamma que l'on pense être associés à la destruction cataclismique de progéniteurs massifs au sein d'environnements formant de nouvelles générations d'étoiles. A partir d'observations de galaxies actives effectuées entre 5 et 16 µm avec la caméra ISOCAM, nous montrons que le rapport entre les flux observés a�� 15 et 7 µm constitue un excellent indicateur de l'efficacité de ces objets à former de nouvelles étoiles. Nous étudions également le degré de contamination de la luminosité infrarouge d'une galaxie par la présence éventuelle d'un noyau actif en son centre. Nous montrons que cette contribution peut être particulièrement importante, ce qui met en évidence le risque d'une surestimation de la formation stellaire dans ce type d'objets. Dans une deuxième partie, nous décrivons les propriétés d'un échantillon de galaxies distantes sélectionnées à partir de transients de sursauts gamma. Nous montrons que ces objets ont des couleurs très bleues peu affectées par l'extinction des poussières, et des luminosités absolues plutôt faibles. Leur population diffère de celle des galaxies lumineuses et rouges observées dans les relevés infrarouges, submillimétriques et radio. Nous suggérons donc que les sursauts gamma se produisent dans des objets relativement jeunes et formant leur première génération d'étoiles à partir de milieux primitifs et peu enrichis en métaux. Ceci pourrait indiquer une possible influence des effets de métallicité, et remettrait en cause l'idée nai͏̈vement acceptée que ces phénomènes tracent la formation stellaire dans l'Univers distant indépendamment des conditions physiques propres à chaque milieu.


  • Résumé

    This PhD work is devoted to the study of the star-forming activity within luminous galaxies based on the use of two specific tracers : the infrared emission from dust heated by the radiation field of young stars, and the gamma-ray bursts which are believed to be associated with the cataclismic destruction of massive progenitors within newly-formed stellar environments. Using observations of active galaxies carried out between 5 and 16 µm with the ISOCAM camera, we show that the ratio between the 15 and 7 µm observed fluxes represents an excellent indicator of the star-forming efficiency in these objects. We also study the level of contamination of the infrared luminosity within a galaxy due to the possible presence of an active nucleus in its core. We show that this contribution may be rather important, which emphasizes the dangers of an overestimation of the star-forming activity in this kind of objects. In a second part, we describe the properties of a high-redshift galaxy sample selected from gamma-ray burst transient counterparts. We show that these sources harbor very blue colors unaffected by dust extinction, and exhibit rather faint absolute luminosities. Their population differs from the one of red and luminous galaxies revealed by the infrared, submillimeter and radio deep surveys. We suggest that gamma-ray bursts originate from relatively young objets which form their first generation of stars from primordial and chemically un-enriched media. Such a result could indicate a possible influence of metalicity effects, and would question the nai͏̈vely-accepted idea that these phenomena trace the star formation in the distant Universe independently of the physical conditions characteristic to each environment.

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Informations

  • Détails : XIV-245 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p.235-244

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  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 0g ORSAY(2003)313

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  • Bibliothèque : Observatoire de Paris (Section de Meudon). Bibliothèque.
  • PEB soumis à condition
  • Cote : MMF.T 131
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