Preparation for the analysis and interpretation of Euclid galaxy clusters
Préparation à l’analyse et interprétation des amas de galaxies avec Euclid
Résumé
Euclid is a Medium Class satellite mission to be launched by ESA in 2023. The Euclid satellite is mainly devoted to cosmology and intends to unveil the nature of the Dark Energy and the Dark Matter by using cosmological probes such as galaxy clusters. Euclid is composed of two instruments: the Visible (VIS) instrument and the Near Infrared Spectrometer and Photometer (NISP). This thesis is focused, first, in the characterization of the Euclid infrared detectors of the NISP instrument, and second, the construction of a synthetic catalogue for computing the selection function, essential for using galaxy clusters as cosmological probes.The first part of the thesis includes the context of the thesis, form the standard cosmological model to galaxy clusters as cosmological probes and their observational signatures in the optical and infrared wavelengths, and how to detect them, passing through an historical context of numerical simulations in cosmology.In the second part we introduce the Euclid satellite and we estimate the implications of correlated readout noise in the NISP detectors for the final in-flight flux measurements. We conclude that the final bias on the in-flight NISP flux measurements should still be negligible even in the white noise approximation, which is taken as a baseline for the Euclid on-board processing.The third part introduces two properties of galaxy clusters in the optical/infrared domain, fundamental for its detection: the luminosity function (LF) and the cluster galaxy density distribution. These properties are measured from the Euclid Mock catalogue and we reproduce them by fitting two analytical models over the full redshift and mass range of Euclid: the Schechter and the Navarro-Frenk-White (NFW) models.In the forth part of the thesis we present the same observational properties as in the third part but for hydrodynamical simulations, done in the framework of the 300th Project. Due to resolution problems in the computation of the luminosity function, we study the resolution effects in the galaxy density property for being able to simulate a more realistic cluster galaxy members distribution, this time by using an analytical Einasto profile.The last part of the thesis is dedicated to the construction of a synthetic catalogue from the analytical properties of the Euclid mock catalogue. Then we inject this cluster galaxy members catalogue into the Euclid one and we ran an identification algorithm to detect cluster, for later on computing the completeness and purity.
Euclid est une mission satellite de classe moyenne qui sera lancée par l'ESA en 2023. Le satellite Euclid est principalement consacré à la cosmologie et a pour objectif de dévoiler la nature de l'énergie noire et de la matière noire en utilisant des sondes cosmologiques telles que les amas de galaxies. Euclid est composé de deux instruments : l'instrument visible (VIS) et le spectromètre et photomètre dans le proche infrarouge (NISP). Cette thèse se concentre, d'une part, sur la caractérisation des détecteurs infrarouges d'Euclide de l'instrument NISP, et d'autre part, sur la construction d'un catalogue synthétique pour le calcul de la fonction de sélection, essentielle pour utiliser les amas de galaxies comme sondes cosmologiques.La première partie de la thèse comprend le contexte de la thèse, du modèle cosmologique standard aux amas de galaxies comme sondes cosmologiques et leurs signatures observationnelles dans les longueurs d'onde optiques et infrarouges, et comment les détecter, en passant par un contexte historique des simulations numériques en cosmologie.Dans la deuxième partie, nous présentons le satellite Euclid et nous estimons les implications du bruit de lecture corrélé dans les détecteurs NISP pour les mesures finales du flux en vol. Nous concluons que le biais final sur les mesures de flux NISP en vol devrait rester négligeable, même dans l'approximation du bruit blanc, qui est prise comme référence pour le traitement à bord d'Euclid.La troisième partie présente deux propriétés des amas de galaxies dans le domaine optique/infrarouge, fondamentales pour leur détection : la fonction de luminosité (LF) et la distribution de densité des galaxies de l'amas. Ces propriétés sont mesurées à partir du catalogue Euclid Mock et nous les reproduisons en ajustant deux modèles analytiques sur toute la gamme de redshifts et de masses d'Euclid : les modèles de Schechter et de Navarro-Frenk-White (NFW).Dans la quatrième partie de la thèse, nous présentons les mêmes propriétés observationnelles que dans la troisième partie, mais pour des simulations hydrodynamiques, réalisées dans le cadre du projet 300e. En raison de problèmes de résolution dans le calcul de la fonction de luminosité, nous étudions les effets de résolution dans la propriété de densité des galaxies pour pouvoir simuler une distribution plus réaliste des membres des galaxies de l'amas, cette fois en utilisant un profil analytique d'Einasto.La dernière partie de la thèse est consacrée à la construction d'un catalogue synthétique à partir des propriétés analytiques du catalogue fictif Euclid. Ensuite, nous injectons ce catalogue de membres d'amas de galaxies dans le catalogue Euclid et nous utilisons un algorithme d'identification pour détecter les amas, afin de calculer ultérieurement la complétude et la pureté.
Domaines
Astrophysique [astro-ph]| Origine | Version validée par le jury (STAR) |
|---|