Caractérisation multi-longueurs d'ondes des propriétés statistiques de la population des amas de galaxies pour l'étude de la physique de formation et d'évolution des structures – EPAMASSTAT

Le projet s'appuie sur:

- Utilisation d'échantillons d'amas sélectionnés en X (données du satellite XMM-Newton).

- Combinaison de l'émission X et le signal en lentilles gravitationnelles faibles pour optimiser la détermination de la masse des amas.

- Construction et l'exploitation du catalogue d'amas Planck.

- Méthode de combinaison de l'information X et SZ.

- Faisabilité de suivi avec le satellite Herschel de source détectées par Planck.

- cross-comparaison des prédictions théoriques des simulations numérique de formation des structures avec les contraintes observationnelles, de façon à comprendre le rôle des processus non-gravitationnels en jeu dans les a,mas de galaxies.

- Etalonnage de la relation entre masse et paramètre de Comptonisaiton Yx dans les amas

- Etude de l'échantillons représentatif d'amas de galaxies REXCESS: propriétés structurelles et propriétés d'échelle, profils de pression universel des halos massifs.

- Etude observationnelle de la luminosité bolométrique IR des amas de galaxies

- Caractérisation théorique de l'impact de la poussière sur la formation et l'évolution des structures à partir de simulations numériques de formation des structures

- Modélisaiton de l'émission IR des galaxies d'amas via une approche statistiques sur le catalogues SDSS max-BCG.

Le projet EPAMASSTAT est un projet de recherche fondamentale en astrophysique coordonné par Etienne Pointecouteau. Le projet a commencé en novembre 2006 et a duré 44 mois. Il a bénéficié d'une aide de l'ANR de 140 k€ pour un cout global de l'ordre de 800 k€

Le suivi naturel du projet fût le project MULTIVERSE: www.agence-nationale-recherche.fr/Project-ANR-11-BS56-0015

12 articles dans des journaux à comités de lecture et 11 communication dans des colloques nationaux et internationaux.

Les cinq publications les plus significatives sont:
1. Arnaud, M. ; Pointecouteau, E. ; Pratt, G. W., 2007, A&A Letters 474 ,37 : “Calibration of the galaxy cluster M500-YX relation with XMM-Newton”

2. Giard, M. ; Montier, L. ; Pointecouteau, E. ; Simmat, E. ; 2008, A&A, 490, 547: “The infrared luminosity of galaxy clusters”

3. Da Silva, A.; Catalano, A.; Montier, L.; Pointecouteau E.; Lanoux, J.; Giard, M., 2008, MNRAS, 396,849: “The impact of dust on the scaling properties of galaxy clusters”

4. Arnaud M.; Pratt G., Piffaretti R., Pointecouteau E., 2009, A&A in press (arXiv:0910.1234): “Theuniversal galaxy cluster pressure profile from a representative sample of nearby systems (REXCESS) and the Y_SZ-M_500 relation”

5.RoncarelliM.,PointecouteauE.,GiardM.,MontierL.,PelloR.,2010,A&A512,20:“Infrared properties of the SDSS-maxBCG galaxy clusters”

Ce projet à pour but d'améliorer notre connaissance de la formation et de l'évolution des structures via l'études des propriétés de la population des amas de galaxies. - Via une approche statistique, en étudiant la composante baryonique des amas par rapport à leur masse, nous avons pour objectif scientifique de comprendre et de contraindre le rôle de ces processus non gravitationels dans la formation de ces structures, de quantifier leur influence relative par rapport au processus gravitationels en étudiant leur impact sur les propriétés structurelles et les propriétés d'échelles de la population des amas de galaxies. - Sur la base d'echantillons d'amas sélectionnés en X (données du satellite XMM-Newton), nous allons combiner l'émission X et le signal en lentilles gravitationnelles faibles pour optimiser la détermination de la masse des amas. Ainsi, nous corrélerons les autres propriétés physiques du gaz (entropie, température, densité, métallicité) à la masse des amas. - En parallèle nous proposons d'utiliser l'information fournie par le signal Sunyaev-Zel'dovich (SZ) via l'exploitation scientifique du catalogue d'amas détectés par Planck Surveyor, en combinaison avec l'information X (XMM-Newton) pour étalonner les lois d'échelles SZ (flux SZ-masse, flux SZ-température). Le catalogue Planck, riche de plusieurs dizaines de milliers d'amas, produit scientifique majeur de cette mission. Il sera donc un outil unique pour l'étude de la formatuion et de l'évolution des structures. Premier relevé complet du ciel dans le domaine du submillimétrique au centimétrique, le relevé Planck va ainsi couvrir un domaine unique en redshift (jusqu'à z~1), mais aussi en masse. Nous allons étudier la faisabilité de la combinaison de l'information X et SZ en terme de recouvrement spatial, de recouvrement en redshift et en masse. De façon à connecter la physique de formation des amas à celle de formation des galaxies, et donc à l'histoire de la formation stellaire de ces même galaxies, nous proposons un suivi avec le satellite Herschel d'amas Planck sélectionés sur la base de leur propriétés infra-rouge. Nous pourons ainsi contraindre les processus physiques non-gravitationels liant l'accrétion des galaxies dans le puit de potentiel des amas à l'état thermodynamique du gaz intra-amas. Pour les differents axes de recherche proposés, notre approche repose sur la constante corrélation des données observationnelles avec les prédictions de modéles théoriques via la mise en oeuvre de simualtions hydrodynamiques de formation des structures, quantifiant l'effet et le rôle des processus non-gravitationnels en jeu dans le milieu intra-amas, et de simulations d'observations permettant une comparaison réaliste et non biaisée aux données observationnelles.