The environments of AGN out to z = 2

par Audrey Galametz

Thèse de doctorat en Astronomie et astrophysique

Sous la direction de Mark G. Allen.

Soutenue en 2010

à Strasbourg .

  • Titre traduit

    L' environnement des noyaux actifs de galaxies jusqu'à un redshift égal à 2


  • Résumé

    Cette thèse est consacrée à l'identification et l'étude des amas de galaxies à grand redshift. Nous concentrons notre analyse sur l'environnement à grande échelle de radiogalaxies lumineuses et à l'étude des galaxies de la séquence rouge et des noyaux actifs de galaxies détectés dans leur voisinage. Le travail présenté dans ce manuscrit étend d'une part les études des amas de galaxies à z<1. 5 sélectionnés dans le visible et les rayons X et d'autre part celles des proto-amas détectés dans le voisinage des radiogalaxies à z>2 grâce aux surdensités d'émetteurs Lyαou de galaxies à discontinuité de Lyman. Cette thèse a permisd'explorer sous de nouveaux angles, la recherche des amas à grand redshift: (i) l'étude du chaînon manquant entre z=1. 4 et z=2 i. E. , entre les proto-amas et amas connus à ce jour (ii) la sélection des galaxies les plus massives, membres d'un amas (i. E. , les galaxies rouges de type primitif) grâce à des critères de couleur adaptés (iii) l'utilisation d'observations grand champ nécessaires à l'étude sur une plus large échelle de structures de galaxies associées aux radiogalaxies (iv) l'étude de la diversité des environnements de radiogalaxies grâce à l'analyse de plusieurs champs (v) l'étude plus spécifique de la population des noyaux actifs de galaxies dans les amas de galaxies et de son évolution en fonction du redshift. De telles études ont été rendues possible grâce à la mise en place de nouveaux instruments comme WIRCam au CFHT et HAWK-I au VLT qui permettent d'étendre l'étude des amas de galaxies à plus grand redshift et sur une plus large échelle. Nous avons étudié les champs de cinq radiogalaxies à 1. 4<z<2. Nous avons associé des modèles d'évolution stellaire à des échantillonsde galaxies ayant un redshift spectroscopique dans la littérature et développé des critères de sélection dans le visible et l'infrarouge proche adaptés de techniques de sélection classiques (e. G. , la sélection BzK pour les galaxies à z>1. 4). Ces critères nous ont permis desélectionner à la fois les galaxies rouges de type primitif et les galaxies plus bleues formant des étoiles. La distribution spatiale des galaxies rouges n'est pas homogène et présente souvent une structure filamentaire qui contient la radiogalaxie. Deux champs, 7C~1756+6520 (z=1. 42) et MRC~0156-252 (z=2. 02) sont surdenses en galaxies rouges, d'un factor 2-4 comparé à des champs de référence. Le premier champ présente une grande concentration de galaxies rouges autour de la radiogalaxie ainsi que plusieurs autres groupes alignés formant une structure filamentaire étendue sur plusieurs Mpc. Le deuxième champ présente un système plus compact de galaxies rouges et bleues concentrées à moins de 1Mpc de la radiogalaxie. Une campagne de spectroscopie a permis de confirmer que notre structure associée à 7C~1756+6520 est en effet un amas de galaxies. 20 galaxies ontété trouvées à un redshift consistent avec celui de la radiogalaxie. Nous avons ainsi montré que, bien que toutes les radiogalaxies ne se situent pas dans des champs surdenses - au moins en ce qui concerne les galaxies rouges -elles ont été toutefois un outil efficace pour la recherche d'amas de galaxies à grand redshift avec la découverte du deuxième amas le plus distant à ce jour à z=1. 42 et la mise en évidence d'un possible amas de galaxies à z~2.


  • Résumé

    This thesis aims to identify and characterise the most distant galaxy clusters by targeting red sequence galaxies and active galactic nuclei in the wide area environment of distant radio galaxies. This study complements both the lower redshift cluster searches which have identified clusters out to z=1. 45 using optical and X-ray selections and the work on protoclusters around z>2 radio galaxies using the Lyα emitters and Lyman break techniques. The new aspects of the work presented in this thesis are: (i) the study of the missing link between clusters and protoclusters known to date bythe investigation of the less studied redshift range 1. 4<z<2 (ii) the selection of the more massive components of galaxy clusters i. E. , the red passively evolving galaxy population using pertinent optical/near-infrared colour cuts (iii) the use of wide field observations to study possible large scale galaxy structures associated with high redshift galaxy clusters (iv) the study of the diversity of radio galaxy environment with the analysis of several radio galaxy fields (v) the more specific study of the population of active galactic nuclei in galaxy clusters and its evolution with cosmic time. Such studies are now possible thanks to the advent of new wide field near-infrared cameras such as CFHT/WIRCam or VLT/HAWK-I which permit to extend to higher redshift and larger scale the study of galaxy clusters. We studied the fields around five radio galaxies at 1. 4<z<2. Using a combination of stellar evolution modeling and published spectroscopy, we designed appropriate optical + near-infrared colour selection criteria adapted from popular selection techniques (e. G. , the BzK selection for galaxies at z>1. 4) to select both red passively evolved and blue star-forming galaxy cluster candidates. The spatial distribution of the red galaxies is clearly non homogeneous and often present a filamentary structure containing the radio galaxies. We found that two of our studied fields, 7C~1756+6520 at z=1. 42 and MRC~0156-252 at z=2. 02, show overdensities of a factor of 2-4 in red sources compared to control fields. The first field shows a high concentration of red galaxies around the radio galaxy and several other aligned clumps forming a large scale filamentary structure of several Mpc. The second field demonstrates a more compact system of both blue and red galaxies concentrated within 1Mpc of the radio galaxy. A spectroscopy campaign confirmed that our suspected structure around 7C~1756-6520 isindeed a galaxy cluster with 20 galaxies found with redshifts consistent with the radio galaxy. We therefore conclude that although not all radio galaxies are found in overdense regions - at least as far as the red population is concerned - they are however a very efficient tool to search for high redshift galaxy clusters with the discovery in this thesis of the second most distant galaxy cluster to date at z=1. 42 and a galaxy cluster candidate at z~2.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (XVII-130 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 123-130

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  • Bibliothèque : Université de Strasbourg. Service des bibliothèques. Bibliothèque L'Alinéa.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : Th.Strbg.Sc.2010;0512

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  • PEB soumis à condition
  • Cote : MMf-T581
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