Contexte scientifique
Les amas de galaxies constituent de puissants outils pour étudier la cosmologie car ce sont les plus grands objets gravitationnellement liés de l'Univers. Leur abondance en masse et en redshift est sensible à la fois à l'histoire de l'expansion et au contenu en matière de l'Univers. Les grands relevés réalisés notamment par le satellite Planck ont permis de construire des catalogues d'amas de galaxies dont l'exploitation cosmologique est cependant limitée par la faible résolution angulaire et les incertitudes astrophysiques. Des observations à haute résolution (10 à 20 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. L'avènement de la camera NIKA2 au télescope de 30 mètres de l'IRAM (Grenade, Espagne) constitue une opportunité unique pour l'observation d'amas par effet SZ grâce à ses deux bandes de fréquence (150 et 260 GHz), sa grande sensibilité, son excellente résolution (11 et 18 secondes d'arc) et son grand champ de vue (6,5 minutes d'arc).
Ce sujet de thèse s'inscrit dans le cadre du Grand Programme SZ de NIKA2, dont le LPSC est responsable et qui vient de démarrer. Nous disposons de 300 heures d'observations pour 50 amas qui seront observés avec NIKA2 jusqu'en 2023. L'objectif est d'étudier les propriétés thermodynamiques d'un échantillon représentatif d'amas de galaxies à haut redshift (0,5< z < 0,9). L'analyse combinée des données SZ de NIKA2 et X du satellite XMM-Newton permettra d'établir une loi d'échelle non-biaisée entre l'observable SZ et la masse ainsi qu'un profil de pression universel. Ces deux ingrédients permettront de ré-analyser les données des grands relevés d'amas pour améliorer les contraintes sur la cosmologie.

Sujet de thèse
Le(la) doctorant(e) sera membre de la collaboration internationale NIKA2 et du Grand Programme SZ. Il/Elle sera fortement impliqué(e) sur tous les aspects de la cosmologie avec des amas de galaxies (observation, analyse de données et phénoménologie).

1) Il/Elle sera un membre actif de l'équipe en charge des observations au télescope de 30 mètres de l'IRAM (Grenade, Espagne).
2) Il/Elle prendra en charge le développement des analyses de données brutes. L'émission SZ des amas est à la fois faible en intensité et étendue par rapport au lobe de NIKA2. Des stratégies dédiées de décorrélation sont donc requises pour la construction des cartes et en particulier pour tenir compte de la contamination atmosphérique.
3) Il/Elle développera l'analyse SZ de l'échantillon d'amas dans le cadre d'une étude multi-sondes. Cette activité bénéficiera des outils d'analyse SZ développés au LPSC, tout en nécessitant des développements spécifiques liés à la morphologie des amas à grand redshift (écart à la sphéricité, fusion d'amas, ...).
4) Il/Elle développera la partie cosmologie du Grand Programme SZ. Ce projet couvre l'étude du profil de pression universel et de la relation d'échelle en fonction du redshift et de la morphologie des amas mais également les conséquences sur les paramètres cosmologiques obtenus avec les grands catalogues. Cette étude sera menée à la fois avec des amas simulés (simulation N-corps MUSIC) et observés avec NIKA2.

Le(la) doctorant(e) bénéficiera de l'expertise scientifique au sein de la collaboration internationale NIKA2. La phase actuelle du Grand Programme SZ se prête idéalement à un sujet de thèse complet et varié, allant des observations à l'estimation des paramètres cosmologiques, en passant par une analyse complète, des données brutes aux observables des amas de galaxies. Ce programme constituera une solide formation pour démarrer une carrière dans le domaine de la cosmologie.
Les candidat(e)s sont prié(e)s de transmettre un dossier comportant : un CV, une lettre de motivation, les relevés de notes couvrant leur cursus pré-doctoral et éventuellement une lettre de recommandation à l'adresse suivante : mayet@lpsc.in2p3.fr

Complément d'information : http://lpsc.in2p3.fr/NIKA2SZ/