Soutenance de Thèse

Distribution de matière noire et simulations cosmologiques – Caractérisation par les fonctionnelles de Minkowski

Soutenance de thèse (en anglais) de Guillaume Bonnet.

Résumé

Cette thèse traite de la formation et l’évolution des structures et plus spécifiquement de la distribution de la matière noire dans les halos dans un contexte cosmologique. D’abord nous introduisons le contexte général de la formation des structures en cosmologie. Puis nous examinons la capacité des Fonctionnelles de Minkowski (FM) à quantifier la morphologie des structures liées comme les halos. Nous utilisons les FM pour caractériser la morphologie des halos, seulement partiellement capturée par les profils de densité lisse, au-delà des usuelles hypothèses de symétrie sphérique ou ellipsoïdale. Nous générons des halos semi-analytiques (SA) avec des profils de type Navarro, Frenk et White (NFW) généralisés, sphériques ou ellipsoïdaux afin d’obtenir une interprétation simple des FM en fonction des pentes internes ou externes, de la concentration et des paramètres de sphéricité. Nous utilisons les mêmes modèles SA pour reproduire le profil de halos issus de simulations à N-corps (halos à N-corps), et nous montrons que les FM des halos SA et à N-corps diffèrent et donc que les FM sont sensibles aux soustructures. Ceci illustre que les FM sont des outils statistiques prometteurs à l’échelle des halos afin d’améliorer la modélisation de la matière noire. Enfin nous étudions l’effet de l’énergie noire sur la morphologie des halos. Nous utilisons des simulations à N-corps faisant partie du projet DEUS-FUR, avec différent modèles d’énergie noire tel que la constante cosmologique, un candidat “fantôme” avec une équation d’état constante différente de celle de la constante cosmologique et un modèle dynamique Ratra-Peebles. Nous comparons les profils de densité, la concentration, les paramètres de sphéricité, les paramètres de relaxation et les FM des halos de ces différents modèles. Nous montrons que différents modèles d’énergie noire produisent des morphologies de halo différentes pour les petits groupes de galaxies locaux et pour les amas les plus massifs plus distant. Cela confirme que l’échelle des halos peut être utilisé pour discriminer différents modèles cosmologiques.

Membres du jury:

Pier-Stefano CORASANITI, LUTH, Rapporteur

Giovanni COVONE, Université de Naples, Rapporteur 
                
Geneviève SOUCAIL, IRAP, Présidente du jury 
               
Sophie MAUROGORDATO, Université Côte d’Azur, Examinatrice 

Superviseurs :
                
Philippe AMRAM, LAM, Directeur de thèse 
                
Emmanuel NEZRI, LAM, Co-directeur de thèse 

Invités :

Carlo Schimd, LAM 
                
Katarina Kraljic, LAM