Gas and dust in high redshift quasars
Du gaz et de la poussière dans les quasars à grand décalage spectral
Résumé
This thesis presents the study of dust and gas in high redshift quasars (QSOs) based on (sub)millimeter and radio observations.
The surveys of the infrared and radio continuum of optically luminous and radio-quiet QSOs at 1.96 QSOs. The relationship between infrared and radio emission sfolowed by local galaxies is also found for the high-z QSOs, suggesting that the dust heating is dominated by young massive stars. These studies have allowed us to derive a relationship between the black hole and star formation activity. The high star formation rates (~1000Mo/yr) point to intense starbursts which have to be sustained by massive reservoirs of molecular gas.
The detection of CO in J1409+5628 at z=2.56 in described in detail and a global study of the CO emission in high-z sources is presented. In a few cases, the detection of several CO transitions enables to constrain the physical conditions, indicating gas temperatures of 60-100K, and densities of 103-4cm-3, comparable to what is found in M82 and Arp220. Finally, the detection of CI and HCN is reported in two high-z QSOs.
These studies have allowed us to constrain the physical conditions in the host galaxies of high-z QSOs, among the most massive objects in the universe. These exploratory studies, which open the way to the study of the interstellar medium in the extreme environments of the first galaxies, will come to full maturity when the satellite Herschel and the interferometers eVLA and ALMA will be operational.
The surveys of the infrared and radio continuum of optically luminous and radio-quiet QSOs at 1.96 QSOs. The relationship between infrared and radio emission sfolowed by local galaxies is also found for the high-z QSOs, suggesting that the dust heating is dominated by young massive stars. These studies have allowed us to derive a relationship between the black hole and star formation activity. The high star formation rates (~1000Mo/yr) point to intense starbursts which have to be sustained by massive reservoirs of molecular gas.
The detection of CO in J1409+5628 at z=2.56 in described in detail and a global study of the CO emission in high-z sources is presented. In a few cases, the detection of several CO transitions enables to constrain the physical conditions, indicating gas temperatures of 60-100K, and densities of 103-4cm-3, comparable to what is found in M82 and Arp220. Finally, the detection of CI and HCN is reported in two high-z QSOs.
These studies have allowed us to constrain the physical conditions in the host galaxies of high-z QSOs, among the most massive objects in the universe. These exploratory studies, which open the way to the study of the interstellar medium in the extreme environments of the first galaxies, will come to full maturity when the satellite Herschel and the interferometers eVLA and ALMA will be operational.
Cette thèse est consacre à l'étude de la poussière et du gaz dans les quasars (QSO) grand décalage spectral à l'aide d'observations (sub)millimétrique et radio.
Les relevés dans le continuum infrarouge et radio de QSO optiquement lumineux et radio faibles 1.96. La relation entre l'émission infrarouge et radio des galaxies locales est vérifiée pour les QSO grand z, indiquant que le chauffage dominant provient des étoiles massives nouvellement formées. Ces études ont mis en évidence une relation entre les activités du trou noir et de la formation stellaire. Les taux de formation stellaire très élevés (~1000Mo/yr) indiquent d'intenses flambées stellaires nécessitant dimportants réservoirs de gaz moléculaire.
La détection de CO dans J1409+5628 z=2.56 est décrit en détail et une étude globale du gaz moléculaire des sources grand z est présentée. Dans quelques cas, la détection de plusieurs transitions de CO permet de contraindre les conditions physiques indiquant des températures de 60-100K, et des densités de 10^(3-4) cm-3, comparables M82 ou Arp220. Enfin, la détection de CI et de HCN est rapporte pour deux QSO grand z.
Ces travaux ont permis de contraindre les conditions physiques dans les galaxies hôtes de QSO à grand z, parmi les objets les plus massifs formés dans l'Univers. Ces programmes exploratoires, qui ouvrent la voie l'étude du milieu interstellaire dans l'environnement extrème des premières galaxies, connaîtront leur plein essor avec la mise en opération du satellite Herschel et des interféromètres eVLA et ALMA.
Les relevés dans le continuum infrarouge et radio de QSO optiquement lumineux et radio faibles 1.96. La relation entre l'émission infrarouge et radio des galaxies locales est vérifiée pour les QSO grand z, indiquant que le chauffage dominant provient des étoiles massives nouvellement formées. Ces études ont mis en évidence une relation entre les activités du trou noir et de la formation stellaire. Les taux de formation stellaire très élevés (~1000Mo/yr) indiquent d'intenses flambées stellaires nécessitant dimportants réservoirs de gaz moléculaire.
La détection de CO dans J1409+5628 z=2.56 est décrit en détail et une étude globale du gaz moléculaire des sources grand z est présentée. Dans quelques cas, la détection de plusieurs transitions de CO permet de contraindre les conditions physiques indiquant des températures de 60-100K, et des densités de 10^(3-4) cm-3, comparables M82 ou Arp220. Enfin, la détection de CI et de HCN est rapporte pour deux QSO grand z.
Ces travaux ont permis de contraindre les conditions physiques dans les galaxies hôtes de QSO à grand z, parmi les objets les plus massifs formés dans l'Univers. Ces programmes exploratoires, qui ouvrent la voie l'étude du milieu interstellaire dans l'environnement extrème des premières galaxies, connaîtront leur plein essor avec la mise en opération du satellite Herschel et des interféromètres eVLA et ALMA.
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