A study of the large-scale structure of the universe with galaxy clusters : from Planck to Euclid

par Van Tuan Bui

Thèse de doctorat en Physique de l'Univers.Cosmologie

Sous la direction de Volker Beckmann et de Cyrille Rosset.

  • Titre traduit

    Une étude de la structure à grande échelle de l'Univers avec des amas de galaxies : de Planck à Euclid


  • Résumé

    L'étude de la structure à grande échelle de l'univers est l'un des éléments les plus importants pour comprendre l'origine et l'évolution de l'Univers. Les amas de galaxies qui se sont formés à partir d'effondrements gravitationnels dans le champ de densité cosmique sont les plus grandes structures gravitationnelles liées. En utilisant la corrélation à deux points, nous pouvons quantifier le regroupement des galaxies aux échelles spatiale et angulaire. Le catalogue d’amas de la mission Planck contient des sources détectées par l'effet Sunyaev-Zel’dovich (SZ) pendant les 29 mois d’observation de la mission. C'est le plus grand catalogue d’amas SZ existant. Il couvre environ 85% du ciel. Dans cette thèse, nous étudions la fonction de corrélation angulaire à deux points w (thêta) de ce catalogue. Nous avons obtenu une indication d’un signal de regroupement des amas de Planck avec décalage vers le rouge inférieur à 0,4 et un rapport signal sur bruit SNR ≥ 6. Nous avons aussi détecté significatif pour un décalage vers le rouge z <0,2 et SNR ≥ 6. La corrélation des amas de Planck s'avère tout à fait compatible avec notre prédiction. Nous explorons également le potentiel de la fonction de corrélation à deux points ξ (r) du catalogue de halos de matière noire de la simulation Flagship Euclid. Euclid est une mission spatiale en cours de développement visant à étudier l’énergie noire et la matière noire en mesurant l’expansion accélérée de l’univers. Nous avons trouvé que la corrélation entre les halos de matière noire de la simulation Flagship évolue avec le décalage vers le rouge. Sur des échelles inférieures à 60 h-1 Mpc, la corrélation du halo de matière noire est bien ajustée par une loi de puissance avec une longueur de corrélation entre 16 et 19 h-1 Mpc selon le décalage vers le rouge. Nous avons également mis en évidence la signature BAO (Baryonic Acoustic Oscillations) dans les groupes avec décalage vers le rouge z> 0,2. Enfin, nous montrons également, dans le contexte du défi scientifique 3 du consortium Euclid, les résultats de la validation de données de simulations des données externes nécessaires à Euclid. Dans cette partie, nous présentons des méthodes pour mesurer la photométrie, des outils astronomiques pour mesurer l'astrométrie, extraire des objets d'une image astronomique.


  • Résumé

    Studying the large-scale structure of the universe is one of the most important elements to understand the origin and evolution of the universe. Galaxy clusters which formed from gravitational collapses in the cosmic density field are the largest gravitationally bound structures. Using the two-point correlation we can quantify the clustering of galaxy clusters in both spatial and angular scales. Many galaxy surveys have been carried out for similar purpose. The Planck Sunyaev-Zel’dovich (SZ) cluster catalog contains sources detected through the SZ effect from the 29-month full sky Planck mission. This is the largest SZ cluster catalog and it covers about 85% of the sky. In this thesis, we investigate the angular two-point correlation function w(��) of the Planck SZ cluster catalog. We obtained an indication of clustering signal of Planck clusters with redshift smaller than 0.4 and signal-to-noise ratio SNR ≥ 6. We detected a significant clustering signal of clusters with redshift z < 0.2 and SNR ≥ 6. The correlation of Planck SZ clusters turns out quite compatible with our prediction. We also explore the potential of the two-point correlation function ξ(r) of the Euclid Flagship simulation dark matter halo catalog. Euclid is a space mission under development to study dark energy and dark matter by measuring the accelerated expansion of the universe. We found that the correlation of Flagship simulation dark matter halos evolves with redshift. On scales less than 60 h-1 Mpc, the correlation of dark matter halo is well fitted by a power law with a correlation length from 16 to 19 h−1 Mpc depending on the redshift. We also found the Baryonic Acoustic Oscillations (BAO) signature in the groups with redshift z > 0.2. Furthermore, we found the halo bias, which can be used as a tracer of dark matter and which also evolves with redshift. Finally, we also show the results of the validation of external simulation data in the context of Science Challenge 3 of Euclid consortium. In this part, we present methods to measure the photometry, the astronomical tools to measure astrometry, extract objects from astronomical image.


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