The role of galactic winds in galaxy evolution and formation using 3D spectroscopy
Description
The Λ-CDM model is one of the most resounding triumphs of modern cosmology. Yet, even though it is immensely successful at explaining the dark matter dominated large scale structures, it fails, sometimes dramatically, when the complex physics of baryonic matter comes into play. In particular, one of the major remaining discrepancies is between the observed and predicted baryonic densities of the dark matter halos of galaxies both in the high mass and low mass regimes (e.g. Behroozi et al., 2013b). Theoretical models predict much more mass than is actually observed, leading to the conclusion that there are mechanisms at play ejecting part of the baryonic matter reservoir from galaxies and therefore affecting their evolution. In other words, if we want to understand the evolution of galaxies, it is essential to understand precisely how galaxies lose a fraction of their baryonic matter. For low mass galaxies, a key part of the solution lies on supernovae-driven outflows (Dekel and Silk, 1986). Not only can such outflows efficiently expel gas and metals from galactic disks, enriching the inter-galactic medium (Oppenheimer et al., 2010), they are also observed in almost every star-forming galaxy (Veilleux et al., 2005a), making them an important part of the matter cycle of galaxies in general. Our incomplete knowledge of scaling relations between galaxies and the properties of their outflowing material, such as between the star formation rate (SFR) and the ejected mass rate Mout, limits our ability to produce accurate numerical simulations of galaxy evolution. The objective of this thesis is to quantify galactic wind properties using background quasars and 3D spectroscopy. In order to achieve our goal, we use large data sets from several instruments (SDSS, LRIS at Keck, SINFONI, UVES and MUSE on VLT). After developing observational strategies in order to have the largest data set possible with this technique, we increased the number of observations by 1 order of magnitude which resulted in better constraints on the outflowing materials for the low mass galaxies. (author)
Abstract (French)
Le modele cosmolgique standard Λ-CDM est celui qui connait le plus grand succes dans la cosmologie moderne. Pourtant, malgre sa capacite a expliquer la domination de la matiere noire sur la structuration de l'univers a grande echelle, il echoue, parfois dramatiquement, lorsque la physique complexe de la matiere baryonique entre en jeu. En particulier, l'une des plus grandes questions restant encore sans reponse concerne la difference importante entre la quantite de matiere baryonique predite et celle reellement observee dans les halos de galaxies de faible et de grande masse (e.g. Behroozi et al., 2013b). Les modeles theoriques predisent beaucoup trop de masse compare a ce qui est veritablement observe, ce qui mene a la conclusion qu'il existe des mecanismes permettant d'ejecter une partie du reservoir de matiere baryonique des galaxies, ce qui affectera donc leur evolution. En d'autres termes, si nous voulons comprendre l'evolution des galaxies, il est essentiel de comprendre de maniere precise comment ces galaxies perdent une partie de leur matiere baryonique. Pour les galaxies de faibles masses, un ingredient cle est contenu dans les vents produits par les explosions de supernovae (Dekel et Silk, 1986). Non seulement ces vents peuvent etre efficaces pour ejecter le gaz et les metaux du disque galactique, pour enrichir le milieu inter-galactique en elements lourds (Oppenheimer et al., 2010), mais ils sont aussi observes dans presque toutes les galaxies a formation d'etoiles (Veilleux et al., 2005a), ce qui donne a ces vents un role important concernant le cycle de la matiere dans les galaxies. Notre connaissance incomplete concernant les relations entre la galaxie et les proprietes du gaz qu'elle ejecte, comme le lien entre le taux de formation stellaire (SFR) et la quantite de masse ejectee Mout, limite notre capacite a produire des simulations numeriques precises sur l'evolution des galaxies. L'objectif de cette these est de quantifier les proprietes des vents galactiques en utilisant des quasars en arriere plan et la spectroscopie 3D. Afin d'y parvenir, nous utiliserons une quantite importante de donnees provenant de plusieurs instruments (SDSS, LRIS au Keck, SINFONI, UVES et MUSE au VLT). Grace a cette nouvelle strategie d'observation et l'utilisation d'instruments de pointe, nous avons pu augmenter l'echantillon d'un ordre de grandeur et ainsi obtenir de bien meilleures contraintes sur les proprietes du gaz qui s'echappe des galaxies de faible masse. (auteur)
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Additional titles
- Original title (English)
- La formation et l'evolution des galaxies grace a la spectroscopie 3D: le role des vents
Publishing Information
- Imprint Pagination
- 186 p.
- Report number
- FRNC-TH--11691
INIS
- Country of Publication
- France
- Country of Input or Organization
- France
- INIS RN
- 52054019
- Subject category
- S79: ASTROPHYSICS, COSMOLOGY AND ASTRONOMY;
- Resource subtype / Literary indicator
- Thesis
- Descriptors DEI
- ABSORPTION SPECTRA; ACCELERATION; COSMIC GASES; DATA ACQUISITION; DATA PROCESSING; GALACTIC EVOLUTION; GALAXIES; INTERGALACTIC SPACE; KINETIC ENERGY; QUASARS; RED SHIFT; STELLAR WINDS; SUPERNOVAE; VELOCITY
- Descriptors DEC
- BINARY STARS; COSMIC RADIO SOURCES; DATA PROCESSING; ENERGY; ERUPTIVE VARIABLE STARS; EVOLUTION; FLUIDS; GASES; PROCESSING; SPACE; SPECTRA; STARS; STELLAR ACTIVITY; VARIABLE STARS
Optional Information
- Notes
- 117 refs.; Available from the INIS Liaison Officer for France, see the INIS website for current contact and E-mail addresses