Constraining star formation rates and AGN feedback in high-z radio galaxies

par Theresa Maria Falkendal

Thèse de doctorat en Astrophysique

Sous la direction de Matthew Lehnert.

Le président du jury était Frédéric Daigne.

Le jury était composé de David Elbaz, Guillaume Drouart, Carlos De Breuck.

Les rapporteurs étaient Mark G. Allen, Susanne Aalto.

  • Titre traduit

    Contraindre les taux de formation d'étoiles et la rétroaction des noyaux actifs dans les radio galaxies distantes


  • Résumé

    L’évolution des galaxies reste assez mal comprise. La densité de formation piquant entre 1<z<3, il est important d’étudier les mécanismes déclenchement et de suppression de la formation d’étoiles dans l’Univers à grand z. Dans cette thèse je m'intéresse aux effets de rétroaction des noyaux actifs de galaxies (NAG) en étudiant des radio galaxies à grand décalage spectral vers le rouge (HzRG). Pour un échantillon de 25 HzRG entre 1 < z < 5.2, j’ai ajouté de nouvelles données ALMA et déterminé les taux de formation stellaire (SFR) par l'ajustement de la distribution d’énergie spectrale sur une large plage de longueurs d’ondes. Les nouvelles données ALMA révèlent que la nature du continu millimétrique est assez complexe, comprenant plusieurs composantes d’émission thermique de poussières et/ou d’émission synchrotron. Les nouvelles estimations des taux de formation stellaire révisent ainsi à la baisse d’un facteur 7 les valeurs trouvées par les études précédentes. Nous pourrions donc être témoins de l’effet de la rétroaction de NAG stoppant la croissances de leur galaxie hôte. Pour une source en particulier, j’ai exploré la possibilité de contraindre l’état physique du gaz de la galaxie hôte et du halo qui l’entoure en combinant des cubes de données MUSE et ALMA. Nous détectons le halo de gaz ionisé au repos qui coïncide avec un réservoir de gaz moléculaire détecté dans la raie de [CI] avec ALMA. Ces observations démontrent le potentiel unique de ces observations multi longueur d’onde pour l'étudie du gaz multi phase du halo de ces galaxies.


  • Résumé

    The evolution of galaxies is something that is still not well understood. The cosmic star formation rate density peaks between 1 < z < 3. It is therefore important to investigate the high-z Universe and the mechanisms which triggers or quenches star-formation in galaxies. In this thesis I investigate the effects of AGN feedback by studying high-z radio galaxies (HzRGs). For a sample of 25 HzRGs at 1 < z < 5.2, I add new ALMA data and determine the star formation rates (SFR) by multi-wavelength spectral energy distribution fitting. The ALMA data reveals that the mm continuum emission can be complicated, with contributions from several thermal dust emission components and/or synchrotron emission. The new estimated SFRs are 7 times lower than in previous studies. We might therefore be observing the effect of the AGN suppressing the growth of the host galaxy. For one source I explore the possibilities of constraining the gas Physics of the host galaxy and the halo gas by combining MUSE and ALMA data cubes. Quiescent ionized halo gas is detected, which coincide with a molecular gas reservoir detected with ALMA in [C I]. These observations probe the complex multi-phase halo gas and show the power of multi-wavelength observations.


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