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Impact de la mission Euclid sur la ré-ionisation

Description

Les galaxies et quasars à très haut redshift (z > 7) sont des sondes de l’Univers primordial qui nous éclairent sur les processus de formation et d’évolution des galaxies et sur les processus en jeu dans la ré-ionisation de l’Univers qui s’est produite entre z = 6 et z = 20. L’observation de l’Univers primordial dans cette gamme de redshifts est au centre de la plupart des grands projets et missions d’astrophysique des décennies à venir.

Avant WFIRST, puis SKA, ATHENA ou même LISA, les missions susceptibles de découvrir le plus grand nombre d’objets à très grands z sont EUCLID et JWST. JWST détectera les galaxies dans la partie faible de leur fonction de luminosité, tandis qu'EUCLID les trouvera dans la partie brillante dans le relevé DEEP, ainsi que des quasars aux mêmes redshifts dans le relevé WIDE. Disposer d'échantillons brillants de galaxies et de quasars qui pourront être observés en spectroscopie par JWST, VLT et ELT permettra des avancées décisives dans le domaine de la ré-ionisation et de la formation des premiers objets : topologie et sources responsables de la ré-ionisation, populations stellaires et dynamique des galaxies à très grand z, formation et assemblage des trous noirs super-massifs, etc.

EUCLID devrait permettre l’identification de plusieurs centaines (resp. dizaines) de quasars à z > 7 (resp. z > 8), ainsi que de plusieurs centaines de galaxies à z > 7. Toutefois, la contamination par les naines brunes de type T dont les couleurs sont semblables à celles d’objets à 7 < z < 8 rendra la sélection de ces derniers extrêmement délicate. De simples diagrammes couleur-couleur ne suffiront pas, une sélection par modèle Bayésien devra prendre en compte les informations sur les populations d’objets concernés, sur les données disponibles et sur leurs erreurs.

Le travail consistera donc à développer un modèle détaillé permettant de réduire sur des bases statistiques le nombre de candidats à grand redshift. Le modèle devra s’intéresser i) aux fonctions de luminosité des objets à grand z ainsi ii) qu’à celles des galaxies très rouges de type précoce à z intermédiaire, iii) à la distribution des naines T, incluant les binaires, dans la Voie Lactée, iv) aux données disponibles (EUCLID et données ancillaires), ainsi v) qu’aux erreurs photométriques correspondantes. Des méthodes spécifiques d’extraction de données seront également testées en spectroscopie, autant pour les quasars dans le champ WIDE que pour les galaxies dans le champ DEEP.

Sur la base des modèles les plus récents, des populations de galaxies et de quasars à grand z, de naines froides et de galaxies rouges de type précoce seront injectées dans les données de simulation en imagerie et spectroscopie du consortium EUCLID (données qui en première approximation n’incluent pas ces populations ‘marginales’). Le modèle Bayésien sera implémenté et testé en incluant les différentes données ancillaires existantes, au premier rang desquelles les données des relevés préparatoires à EUCLID et à DESI (CFIS et MzLS), ainsi que les données DES, VISTA et WISE. Les méthodes d’identification en spectroscopie seront testées directement sur les images EUCLID simulées. Des analyses seront conduites du taux de complétude des objets retrouvés en fonction de la magnitude, du type de données ancillaires disponibles, des erreurs photométriques, de la latitude galactique, etc. Une boîte à outil sera ainsi développée qui permettra de traiter le cas scientifique du grand redshift avec EUCLID à partir de l’ensemble des produits du segment sol de la mission.

Profil

Le candidat aura suivi une solide formation en physique ou en science des données (data sciences). Une spécialité en astronomie astrophysique est souhaitable mais pas indispensable. Des parcours possibles sont (liste non exhaustive):

  • astronomie, astrophysique, ingéniérie spatiale
  • data sciences (sciences des données)
Description de la structure
Laboratoire d'accueil : LAM, Marseille
Directeur(rice) de thèse/recherche : CUBY Jean-Gabriel
E-mail du directeur(rice) de thèse/recherche : jean-gabriel.cuby@lam.fr
Responsable Cnes de l'offre : LAUDET Philippe

Pour postuler à cette offre, nous vous invitons à vous rapprocher du directeur/rice de thèse et compléter avec son aide la partie cofinancement  du formulaire en ligne (Répondre à l’offre)  pour le 1er avril 2019.

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