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Comprendre l’évolution des galaxies avec le télescope spatial James Webb

Astrophysique Physique corpusculaire et cosmos

Résumé du sujet

Le télescope spatial James Webb (JWST) va révolutionner notre compréhension de l’évolution des galaxies à l’époque dite du « midi cosmique ». Grâce à sa résolution angulaire inégalée dans la fenêtre du proche et du moyen infrarouge, il mesurera les distributions d’étoiles et de la formation d'étoiles obscurcies par la poussière à l'échelle du kpc, et révélera la présence en leur centre la présence de trous noirs supermassifs actifs et obscurcis par la poussière.

Dans le scénario jusqu’à présent favorisé pour expliquer l'évolution des galaxies et, en particulier, la transformation morphologique des spirales en elliptiques, ce sont les fusions de galaxies qui détruisent les disques et engendrent les sphéroïdes. Cependant, des observations récentes de notre équipe ont révélé la présence de noyaux compacts de formation d'étoiles dans des galaxies lointaines, soutenant un scénario alternatif dans lequel ils ont été construits in situ, de façon lente et non brutale.

Cette thèse aura pour objectif de distinguer ces deux scénarios de formation et de transformation morphologique des galaxies en combinant les images JWST/PRIMER/NIRCam avec des images HST/CANDELS/ACS. Notre équipe aura pour cela accès à deux grands programmes cosmologiques du JWST, CEERS (PI. S.Finkelstein) et PRIMER (PI. J.Dunlop) dont les données devraient arriver dès juin 2022 (ou au plus tard déc.2022). Nous effectuerons une analyse spatialement résolue de la distribution d'énergie spectrale d'environ 1200 galaxies qui permettra, en particulier, de déterminer leur distribution d'étoiles et de formation d'étoiles, informations décisives pour comprendre leur origine et leur évolution.

Laboratoire

Institut de recherche sur les lois fondamentales de l’univers
Direction d’Astrophysique
Laboratoire de Cosmologie et d’Evolution des Galaxies
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