Stage M2 PSC - 2018

 
Titre Cosmologie à partir des observations SZ d'amas de galaxies avec la caméra NIKA2 au télescope de 30 mètres.
Encadrant Frédéric MAYET
Les amas de galaxies constituent de puissants outils pour étudier la cosmologie, car ce sont les plus grands objets gravitationnels liés de l'Univers. Leur abondance en masse et en redshift constitue une sonde cosmologique car elle est sensible à la fois à l'histoire de l'expansion et au contenu en matière de l'Univers. Les grands relevés réalisés par le satellite Planck ou le télescope ACT ont permis de construire des catalogues d'amas de galaxies dont l'exploitation cosmologique est limitée par la faible résolution angulaire et les incertitudes astrophysiques. Des observations à haute résolution (10 secondes d'arc) sont nécessaires pour aller plus loin.

L'effet Sunyaev-Zel'dovich (SZ) est une diffusion Compton inverse des photons du CMB par les électrons chauds du milieu intra-amas. Il permet de disposer d'une observable proportionnelle à la pression électronique intégrée le long de la ligne de visée, tout à fait complémentaire des observations en X, liées au carré de la densité électronique. NIKA2 est une caméra grand champ (6,5 arcmin), bi-fréquence (150 et 260 GHz ) et haute résolution (18 et 12 arcsec). Elle est installée au télescope de 30 mètres de l'IRAM (Pico Veleta, Espagne) où elle a été acceptée en septembre 2017 comme instrument résident pour 10 ans.

Ce sujet de stage s'inscrit dans le cadre du grand programme d'observations SZ de NIKA2, dont le LPSC est responsable et qui fait partie du temps garanti alloué par le comité scientifique de l'IRAM. Nous disposons de 300 heures d'observations pour 50 amas qui seront observés avec NIKA2 au télescope de 30 mètres jusqu'en 2023. L'objectif principal est d'étudier les propriétés thermodynamiques d'un échantillon représentatif d'amas de galaxies à haut redchift (0,5< z < 0,9) grâce à la combinaison avec les observations X du satellite XMM-Newton.

Le sujet de stage de M2 portera sur les différents aspects du grand programme SZ, appliqués à l'un des premiers amas observés avec NIKA2 :
1) Analyse de données d'un amas observé avec NIKA2 (des données brutes à la carte SZ)
2) Analyse multi-sonde (X et SZ) pour caractériser thermodynamiquement cet amas.
3) Phénoménologie de la cosmologie avec des amas (relations d'échelle, paramètres cosmologiques).

L'étudiant(e) bénéficiera de la collaboration scientifique avec les experts de la collaboration internationale NIKA2. La phase actuelle du programme SZ de NIKA2 se prête idéalement à un sujet de stage ambitieux, permettant d'acquérir de solides connaissances dans différentes thématiques liées à la cosmologie qui constitueront un bagage complet pour la thèse.

  • Auteur : Frederic Mayet
  • Mise à jour : 4/12/2017