Les amas de galaxies: des outiles pour etudier la formation des structures et la cosmologie - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Hdr Année : 2003

Les amas de galaxies: des outiles pour etudier la formation des structures et la cosmologie

Résumé

Clusters of galaxies are the largest gravitational bound objects in our universe. In the scenario of hierarchical structure formation, in which small structures form before larger ones, clusters belong to the youngest objects and still contain important information on the initial density perturbations from which they originate. Clusters consist of three main components: galaxies, a hot optical thin X-ray emitting thermal plasma (intracluster medium --ICM), and dark matter. Since clusters are dominated by dark matter they provide a unique opportunity to study this kind of material via its gravitational forces and its distribution in the cluster. The baryon fraction in clusters is similar to the one found throughout the universe. With information on primordial nucleosynthesis, which gives constraints on the baryon density $\Omega_b$ in the universe, it is possible with the baryon fraction measured in clusters to give constraints on the cosmological density parameter $\Omega_m$, which gives typical values of $\Omega_m=0.2-0.4$. Clusters grow by merging with other groups of galaxies or clusters, which is coupled to the global matter distribution in the universe and large scale structure formation in general. The ICM is an ideal tracer for merging processes in clusters and allows via its density and temperature distribution to reconstruct recent merger history, which yields information on structure formation. Furthermore, the comparison of distant with nearby clusters allows to give constraints on the evolution of structure formation in the universe. Clusters show, as predicted from theory, a high degree of self-similarity, which indicates that our understanding of structure formation is largely correct. Above mentioned issues show that clusters are powerful tools to study cosmology and structure formation at the same time, which will be outlined in more detail in the work presented here.
Les amas de galaxies sont les objets les plus grands gravitationnellement liés dans l'Univers ayant atteint un état d'équilibre. Dans le scénario de formation hiérarchique des structures, dans lequel les petites structures se forment avant les grandes, les amas représentent les objets les plus jeunes. Ils contiennent encore de l'information sur l'effondrement initial de la perturbation de densité qui leur a donné naissance. Les amas possèdent trois composantes majeures: les galaxies, un gaz très chaud et optiquement mince (le milieu intra-amas -- MIA) qui émet dans le domaine des rayons X, et la matière noire. Comme les amas sont dominés par la matière noire, ils fournissent une opportunité unique pour extraire des informations sur cette sorte de matière à travers les forces gravitationnelles qu'elle engendre. La fraction baryonique dans les amas est similaire à celle de l'Univers dans son ensemble. Avec l'information sur la nucléosynthèse primordiale, qui donne des contraintes sur la densité baryonique $\Omega_b$ dans l'univers, il est possible de determiner avec la fraction de baryon dans les amas le paramètre cosmologique de densité de matière $\Omega_m$, qui donne typiquement $\Omega_m$=0.2-0.4. Les amas grandissent par fusion avec d'autres amas de galaxies, ce qui est lié à la distribution globale de matière dans l'Univers. Le MIA est un traceur idéal pour les processus de fusion et permet à travers ses distributions en densité et en température de reconstruire l'histoire des amas, ce qui donne de l'information sur la formation des structures. De plus, la comparaison des caractéristiques des amas distants avec celles des amas proches permet d'étudier l'évolution de la formation des structures. Les amas montrent, comme le prédit la théorie, une forte auto-similarité, ce qui indique que notre compréhension sur la formation des structures est globallement correcte. Les faits mentionnés ici montrent que les amas sont des outils puissants pour étudier la cosmologie et la formation des structures, ce qui sera décrit plus en détail dans ce travail.
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tel-00005346 , version 1 (26-03-2004)

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  • HAL Id : tel-00005346 , version 1

Citer

Doris Neumann. Les amas de galaxies: des outiles pour etudier la formation des structures et la cosmologie. Astrophysique [astro-ph]. Université Paris-Diderot - Paris VII, 2003. ⟨tel-00005346⟩
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