observationnal cosmology with the PLANCK satellite : modelling of the polarized Galactic emissions
Cosmologie observationnelle avec le satellite PLANCK : modélisation des émissions galactiques polarisées
Résumé
This thesis is dedicated to the Cosmic Microwave Background (CMB) anisotropies measurement and to the caracterisation of the foreground Galactic emissions. This work is in the framework of the Planck satellite data analysis preparation. First, this thesis give a description of the Big Bang model and of the CMB physics. Then, we present the Archeops, WMAP and PLANCK experiments and their data analysis. Part two is devoted to the description of the diffuse Galactic synchrotron, free-free and thermal dust emissions and to the study of those emissions in the Galactic plane. Using comparison between our simulations and the WMAP, Archeops and IRIS data we are able to provide partial maps of the spatial variations of the dust grain temperature and of the spectral index of the synchrotron and thermal dust emissions. Third part is dedicated to the study of the two main polarized Galactic emissions : synchrotron and thermal dust emissions. We evaluate effective models based on template maps. We also build physical model based on physics for these emissions that is to say shape of the Galactic magnetic field and matter density in our Galaxy. Using maps and Galactic profiles, we compare our simulations of these emissions to the Archeops and WMAP data. Thanks to that we are able to provide for the first time a coherent model of the synchrotron and thermal dust emissions. Then we propose a method to improved the constraints on our model using the PLANCK data. Finally the last part focuses on the angular power spectra of the polarized Galactic emissions. We estimate the contamination due to these foreground emissions on the CMB signal. In addition we propose a method to minimize the contamination of the CMB PLANCK data by the thermal dust emission using masks.
Cette thése est dédiée à la mesure des anisotropies du Fond Diffus Cosmologique (CMB) ainsi qu'à la caractérisation des émissions d'avant-plan galactiques. Les travaux que nous avons réalisés s'inscrivent dans le cadre de la préparation à l'analyse des données du satellite PLANCK. Cette thèse débute pas une description du modèle de Big Bang chaud et de la physique du CMB. Ensuite un état des lieux des expériences dédiées à la mesure du CMB est dressé, donnant lieu à la présentation des expériences Archeops, WMAP et PLANCK. Une deuxième partie est dédiée à la présentation des émissions galactiques diffuses puis à l'étude de ces émissions dans le plan galactique, permettant d'établir des cartes partielles des variations spatiales de la température des grains de poussière et des indices spectraux des émissions synchrotron et de poussière. Une troisième partie est dédiée à l'étude des deux principales émissions galactiques polarisées diffuses : les émissions synchrotron et de la poussière. Nous avons étudié des modèles effectifs de ces émissions basés sur l'utilisation de cartes-patron. Ensuite nous avons construit des modèles basés sur la physique de ces émissions et les avons comparés aux données Archeops et WMAP afin de contraindre les paramètres de ces modèles. Ceci nous permet de proposer pour la première fois un modèle cohérent de ces deux émissions. Ensuite nous fournissons une méthode pour améliorer ces contraintes à l'aide des données PLANCK. Dans une dernière partie nous étudions les spectres de puissance angulaires de ces émissions galactiques et estimons la contamination du signal CMB par ces émissions d'avant-plan. Enfin nous proposons une méthode pour minimiser la contamination du signal CMB de PLANCK par l'émission de la poussière.
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