– D-SIGALE

La découverte du fond cosmologique infrarouge (CIB) en 1996 et les relevés profonds récents depuis l'infrarouge moyen (MIR) jusqu'au millimétrique ont révolutionné notre vue de l'Univers à grand redshift (z). Depuis une dizaine d'années, il est apparu évident qu'une population de galaxies distantes, qui réémet l'essentiel de son énergie dans l'IR lointain via la réémission de photons stellaires absorbés par la poussière joue un rôle clef dans la formation des structures dans l'Univers. Ces galaxies IR contribuent largement à la formation stellaire et à la construction des galaxies. - L'identification des sources du CIB, leur distribution en z et leur connaissance progressent rapidement, surtout grâce aux nouvelles analyses multi-longueurs d'onde. Nous sommes aujourd'hui à un tournant dans ce domaine de recherche où grâce aux nouvelles données nous pouvons passer de la phase exploratoire à la compréhension profonde de ces galaxies. Notre équipe a joué un rôle crucial dans les phases exploratoires (e.g. découverte du CIB, champs profonds ISO, participation à la découverte des galaxies submm) et nous souhaitons aujourd'hui participer activement à la caractérisation complète de ces galaxies. La proposition présentée ici vise à renforcer notre équipe, à consolider notre expertise et surtout à ajouter des ressources par le recrutement de 3 post-docs. - - Le taux d'évolution en redshift des galaxies IR est très élevé et il dépasse de très loin celui observé aux autres longueurs d'onde. Par exemple, la densité comobile de luminosité IR était ~15 fois plus élevée à z~1 que dans l'Univers local alors que la densité de luminosité ultraviolette (UV) n'évolue que d'un facteur 4 dans le même temps. Cette énorme évolution est essentiellement due aux galaxies IR dites lumineuses et ultra-lumineuses (LIRGs et ULIRGs avec 11<log(Lir/Lo)<12 et log(Lir/Lo)>12 respectivement). L'évolution de la fonction de luminosité IR est telle que l'énergie produite entre 0.7<z<1.5 est dominée par les LIRGs et entre 2<z<3 par les ULIRGs. La compréhension des processus physiques donnant naissance à une telle luminosité IR est une des questions les plus importantes de la recherche sur les galaxies lointaines. Au cours de ce projet, nous voulons aborder et comprendre : - - Le rôle des LIRGs et ULIRGs dans la construction des galaxies, l'assemblage en masse, et leurs liens avec les autres populations de galaxies à grand redshift. - - La nature et les propriétés physiques des LIRGs et ULIRGs ; leur contribution au CIB. - - Le rôle de l'environnement à petite échelle (interaction, fusion) et à grande échelle (structure à grande échelle, filaments) sur la formation stellaire. - - Notre principale force est de combiner les sondages grand champ et champs profonds observés par Spitzer (et ensuite Akari) avec les observations spectroscopiques, notamment celles de Spitzer/IRS. Grâce à l'imagerie nous sélectionnerons de grands échantillons de galaxies IR à différents z. Nous aurons alors suffisamment de statistique pour comprendre les liens entre les phénomènes de formation stellaire intense (starbursts) et les populations de galaxies normales, leurs évolutions respectives et l'impact sur les structures à grande échelle. La spectroscopie permettra d'aboutir à une vision plus claire des processus physiques en action dans les phases LIRGs et ULIRGs. Ces échantillons spectroscopiques sont plus petits mais compensés par la richesse de l'information acquise. Nous contrôlerons nos biais de sélection pour extrapoler les résultats des études spectroscopiques à l'interprétation de l'imagerie et vice-versa. - Plus spécifiquement nous utiliserons les données Spitzer et Akari, en combinaison avec celles de GALEX, HST et des télescopes au sol pour comprendre: i) le rôle des interactions dans le déclenchement des phases LIRG et ULIRG à grand z ii) l'appauvrissement de la formation stellaire dans les environnements les plus denses et iii) la localisation de la formation stellaire