MUSE's privileged look at the sources of cosmic reionization
Le regard privilégié de MUSE sur les sources de la réionisation cosmique
Résumé
Reionization is the last change of state of the Universe which made its entire hydrogen content transition from a neutral to a completely ionized state. This rapid transition and heating of the gas content had major consequences on the formation and evolution of structures which makes of reionization a key element to understand the present day Universe. In our current understanding, reionization was mostly done by z ~ 6 and the sources responsible for this transition are likely faint, low mass and star-forming galaxies (SFGs). One way to study this population is to determine the Luminosity Function (LF) of galaxies selected from their Lyman-alpha emission and assess their ionizing flux density. However, most recent studies and their conclusions are in general limited by the lowest flux that can be reached with the current observational facilities. One of the major goals of the work presented in this manuscript is the study of the Lyman-alpha emitters (LAE) LF using deep observations of strong lensing clusters with the integral field unit (IFU) MUSE. The combined usage of large IFU data cubes and lensing fields makes this analysis computationally challenging. To get around this difficulty, we have developed new methods to account for the contribution of each individual LAE, including the effective-volume and completeness determinations. The LFs resulting form this analysis set an unprecedented level of constraint on the shape of the faint end. Making no assumption on the escape fraction of Lyα emission, we observe that the LAE population has a similar level of contribution to the total ionising emissivity as the UV-selected galaxies (LBGs) at z ∼ 6. In the continuity of this work on the LAE LF, we investigate the effect of the selection method on this conclusion. The results have shown that the observed proportion of LAEs increases significantly among UV-faint galaxies and at increasing redshift.
La reionisation est le dernier changement d'état de l'Univers qui a fait passer l'ensemble de sa teneur en hydrogène d'un état neutre à un état ionisé. Cette transition rapide ainsi que le réchauffement du gaz ont eu des conséquences majeures sur la formation et l'évolution des structures, d'où l'importance de la reionisation pour comprendre l'Univers actuel. Dans notre compréhension actuelle, la réionisation s'est terminée à z ~ 6 et les sources responsables de cette transition sont probablement les galaxies de faible masse et à formation d'étoiles (SFG). Une des façons d'étudier cette population consiste à déterminer la fonction de luminosité (LF) des galaxies sélectionnées à partir de leur émission Lyman-alpha et à évaluer leur densité de flux ionisant. Toutefois, les études les plus récentes et leurs conclusions sont en général limitées par le flux le plus faible que l'on peut atteindre avec les instruments actuels. L'un des principaux objectifs du travail présenté dans ce manuscrit est l'étude de la LF des émetteurs Lyman-alpha (LAE) à l'aide d'observations profondes d'amas de galaxies avec l'IFU MUSE. L'utilisation combinée des cubes de données IFU et de champs lentillés rend cette analyse difficile sur le plan du temps de calcul. Pour contourner cette difficulté, nous avons mis au point de nouvelles méthodes pour tenir compte de la contribution de chaque LAE, y compris la détermination du volume effectif et de la complétude. Les LFs résultant de cette analyse ont établi un niveau de contrainte sans précédent sur la forme de la partie à très faible luminosité de la LF. En ne faisant aucune hypothèse sur la fraction d'échappement de l'émissions Lyα, nous observons que la population de LAE a un niveau de contribution à l'émissivité ionisante totale similaire à celui des galaxies sélectionnées par UV (LBG) à z ∼ 6. Dans la continuité de ce travail sur la LAE LF, nous étudions l'effet de la méthode de sélection sur cette conclusion. Ces derniers résultats ont montré que la proportion observée de LAEs augmente de manière significative parmi les galaxies à faible continuum UV et à grand redshift.
| Origine | Version validée par le jury (STAR) |
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