L'échelle des distances extragalactiques : la relation Tully-Fisher et la constante de Hubble Ho

The extragalactic distance scale : the Tully-Fisher relation and the Hubble constant Ho

• Auteur / Autrice : Gilles Theureau
• Direction : Lucette Bottinelli
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Astronomie fondamentale, mécanique céleste et géodésie
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Observatoire de Paris (1667-....)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Astronomie et astrophysique d'Île-de-France (Meudon, Hauts-de-Seine1992-....)
• Jury : Président / Présidente : Nicole Capitaine
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Lucette Bottinelli, Alain Blanchard, Pekka Teerikorpi, Massimo Capaccioli, Georges Paturel
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Alain Blanchard, Pekka Teerikorpi

Mots clés

Mots clés contrôlés

Galaxies spirales

Structure à grande échelle (astronomie)

Résumé

Cette thèse présente une étude exhaustive de la relation Tully-Fisher (TF) appliquée aux galaxies spirales de champ. Mon échantillon (KLUN) compte 6620 galaxies de type Sa à Sdm ; il a été collecté à partir de nouvelles observations et de la base LEDA, et étudié en détail, en particulier en terme de complétude et d'homogénéité. Il permet d'analyser les différents aspects de la relation TF en bande B, en utilisant en parallèle les relations en diamètre, en magnitude, directe ou inverse. J’expose une version généralisée de la méthode des distances normalisées de Bottinelli et al (1986), ou toutes les variations du biais de Malmquist dans l'espace des paramètres observables sont maintenant prises en compte. Sa validation en termes statistiques conduit à une nouvelle méthode de correction du biais, qui permet d'étudier le champ des vitesses particulières jusqu'à des distances de 200 Mpc. Je montre par ailleurs que l'introduction de paramètres supplémentaires, tels que le type morphologique ou la brillance superficielle moyenne, permet de réduire la dispersion de la relation TF, et d'étendre le domaine des distances non-biaisées. J’obtiens ainsi une valeur statistiquement fiable de la constante de Hubble Ho à partir d'un échantillon non-biaisé de 600 galaxies de champ (z ≤ 0. 02), en parfait accord avec les résultats obtenus a plus grandes distances (z ≤ 0. 1) à partir des supernovæ de type Ia. Cette valeur de Ho = 55 ± 5 km s-1 Mpc-1 ne dépend plus que de la calibration primaire (distances céphéides). J’évalue indépendamment la vitesse de chute du groupe local vers Virgo (VGL=200 ± 30 km s-1), confirme l'existence d'une anomalie locale du champ des vitesses, et mets en valeur un mouvement de chute important au voisinage des amas de Persée-Poissons et Hydra, à la fois à l'arrière et à l'avant de ces concentrations. Le fort puit de potentiel attendu dans la région du grand attracteur n'est pas confirmé.

This thesis presents an exhaustive study of the Tully-Fisher (TF) relation on the basis of the largest available sample of field spiral galaxies. This co-called KLUN sample, containing 6620 galaxies from type Sa to Sdm, has been collected from LEDA data base and studied in detail for completeness and homogeneity. It allows to investigate the various aspects of the B-band TF relation both with diameter and magnitude, direct or inverse relations. I report on an advanced version of the normalized distance method (Bottinelli et al. 1986), now taking into account all the variations of the Malmquist bias the observable parameters space. Its validation in statistical terms leads to work out a new bias correction method allowing to study the peculiar velocity field up to 200 Mpc. In addition, I show that introducing additional parameters such as morphological type or mean surface brightness reduces the TF intrinsic scatter and allows to extend the unbiased distance range. Then, a statistically reliable value of the Hubble constant Ho is obtained from an unbiased subsample of 600 field galaxies (z ≤ 0. 02), in perfect agreement with the results derived at greater distance from type Ia supernovae (up to z=0. 1). This value H0=55 ± 5 km s-1 Mpc-1 depends only on the primary calibration, i. E. Cepheid distances. I give an independent estimate of the Local Group infall toward Virgo (Vgl=200 ± 300 km s-1), confirm the existence of a Local Anomaly of the velocity field limited too Leo spur and Sculptor cloud, and show evidence for an infall pattern (front and back side infall) in the vinicity of some great mass concentrations such as Hydra or Perseus-Pisces clusters. The prominent bulk flow expected in the direction of the Great Attractor is not confirmed.