Etude de la cinématique des galaxies sur une période de 8 milliards d'années

Kinematics of COSMOS star-forming galaxies over the last eight billion years

• Auteur / Autrice : Debora Pelliccia
• Direction : Laurence Tresse, Benoît Epinat
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Astrophysique et Cosmologie
• Date : Soutenance le 04/11/2016
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole Doctorale Physique et Sciences de la Matière (Marseille)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'Astrophysique de Marseille (LAM)
• Jury : Président / Présidente : Véronique Buat
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Mathieu Puech, Frédéric Bournaud, Christopher J. Conselice
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Sune Toft, Thierry Contini

Mots clés

Mots clés contrôlés

Structure à grande échelle (astronomie)

Matière interstellaire

Distances (cosmologie)

Formation stellaire

Mots clés libres

Cinematique

Galaxie

Evolution

Sondage

Spectroscopie

Kinematics

Galaxy

Evolution

Survey

Spectroscopy

Résumé

Dans l'Univers local, il existe une relation très étroite entre la morphologie d'une galaxie et d'autres paramètres physiques comme, par exemple, leur cinématique intrinsèque. À grand redshift, il n'est pas clair si cette relation est toujours valide. La cinématique des galaxies est un des outils puissants pour l'étude des processus physiques qui gouvernent la formation des galaxies, en traçant les distributions intrinsèques aux galaxies de matière noire et lumineuse, et leur évolution dans le temps. Cette thèse présente le nouveau sondage HR-COSMOS, dont le but fut d'acquérir le premier échantillon statistique et représentatif de cinématique de galaxies à formation d'étoiles dans le champ profond HST/ACS COSMOS dans la plage de redshifts 0<z<1.2. Environ 800 galaxies à raie en émission ont été observées avec le spectrographe multi-fentes ESO-VLT/VIMOS dans son mode haute résolution spectrale (R=2500). J'ai effectué une analyse cinématique du sous échantillon de 82 galaxies de notre intervalle de redshifts les plus élevés 0.75<z<1.2 et j'ai établi la relation d'échelle de Tully-Fisher avec la masse stellaire à z~0.9. En utilisant la même méthodologie et analyse des données, j'ai analysé le sous-échantillon de 186 galaxies dans notre intervalle de redshifts les plus bas 0.01<z<0.375, pour tracer l'évolution de cette relation au sein du même échantillon. J'ai confirmé l'absence d'évolution de la relation de Tully-Fisher avec la masse stellaire depuis 8 milliards d'années. J'ai de plus dérivé les masses dynamiques de ces deux sous-échantillons et j'ai établi l'augmentation du rapport masse stellaire sur masse dynamique et de sa dispersion en fonction de la masse stellaire.

In the local Universe it exists a tight relation between the galaxy morphology and other physical parameters, like the galaxy internal kinematics. At higher redshift it is not clear if this relation still exists. The galaxy kinematics is one of the best tool to study the physical processes that govern the galaxy formation, by tracing the galaxy internal distributions of luminous and dark matter and their evolution with time. This thesis presents the new survey HR-COSMOS aimed to obtain the first statistical and representative sample to study the kinematics of star-forming galaxies in the treasury HST/ACS COSMOS deep field at redshift 0<z<1.2. About 800 emission-line galaxies were observed with the multi-slit spectrograph ESO-VLT/VIMOS in high-resolution spectral mode (R=2500). I performed a kinematic analysis of the sub-sample of 82 galaxies in the highest redshift range, 0.75<z<1.2, and I established the stellar-mass Tully-Fisher scaling relation at z~0.9. Using the same methodology and data analysis, I analyzed the sub-sample of 186 galaxies at the lowest redshift 0.01<z<0.375 to trace any evolution of the relation within the same sample. I confirmed beyond a doubt the non evolution of the stellar mass Tully-Fisher relation since 8 billion year, although a morphological evolution is observed. I have moreover derived the dynamical masses of those two sub-samples and I have established the increasing trend of the stellar-to dynamical mass ratio and its scatter as function of the stellar mass.