Weak lensing analysis of the Canada-France Imaging Survey : from pixels to cosmology, preparation for the Euclid mission
Analyse du lentillage gravitationnel faible avec le relevé Canada-France Imaging Survey : des pixels à la cosmology, préparation de la mission Euclid
par Axel GUINOT sous la direction de Martin KILBINGER et de Yannick MELLIER
Thèse de doctorat en Physique. Astronomie et astrophysique
ED 127 Astronomie et astrophysique d'Île-de-France

Soutenue le jeudi 10 décembre 2020 à Université Paris Cité

Sujets
  • Astronomie -- Observations
  • Cosmologie
  • Imagerie en astronomie
  • Informatique
  • Lentilles gravitationnelles
  • Matière sombre (astronomie)

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Mots clés
Lentillage gravitationnel faible
Resumé
Parmi les grandes questions auxquelles la cosmologie fait face aujourd'hui, la nature de la matière noire et de l'énergie noire sont au centre des relevés à venir. Les futures missions de stade IV Euclid et LSST vont couvrir une surface du ciel jamais atteinte auparavant dans le but de révéler les structures aux très grandes échelles et de différentes époques. Le lentillage gravitationnel faible sera une des sondes cosmologiques utilisées pour tracer la matière noire. Le lentillage gravitationnel est un phénomène physique qui utilise la distorsion de la lumière pour tracer la présence de masses dans l'Univers. Ce qui est intéressant avec le lentillage gravitationnel faible est sa sensitivité à la masse totale, i.e. baryonique et non-baryonique. Dû au lentillage gravitationnel, les galaxies distantes apparaissent distordues sur les images observées. La mesure des distorsions provoquées par le cisaillement gravitationnel requiert une très précise estimation des formes des galaxies. Cette thèse présentera la chaîne de réduction de données construites pour l'étude du lentillage gravitationnel faible, depuis le télescope jusqu'à l'inférence des paramètres cosmologiques. Le travail se focalise sur l'analyse du relevé Canada-France Imaging Survey (CFIS), un relevé couvrant 5,000 deg2 de l'hémisphère Nord dans les bandes u et r. La haute résolution et la profondeur de ces données en font à ce jour un des meilleurs candidats pour l'étude de la science du lentillage gravitationnel faible. Entre autres choses, la mesure précise de la forme des galaxies nécessite une très bonne connaissance de la PSF pour laquelle une suite de tests ont été développés pour la validation. Dû au bruit, et l'utilisation d'approximations pour la mesure de formes, les résultats peuvent être biaisés. Par l'utilisation de techniques de pointe comme la Metacalibration, les biais multiplicatifs et additifs résiduels ont été réduits à m < 0.1% et c < 0.001% respectivement. Cette thèse présentera aussi le travail qui est demandé pour le développement d'une chaîne de traitements pour du lentillage gravitationnel faible, comme l'élaboration de simulations d'images très précises et représentatives des données. Nous présenterons les tests de validations réalisés pour assurer une mesure dénuée d'erreurs systématiques. Enfin, des résultats scientifiques préliminaires seront présentés pour démontrer la viabilité de la chaîne de traitements. Nous avons construit des cartes de matière noire sur une surface de 2,000 deg2. Nous avons mesuré et comparé aux prédictions théoriques le cisaillement gravitationnel tangentiel autour d'environ 50 amas. Pour conclure, nous présenterons une première analyse 3x2 points combinant le lentillage gravitationnel faible de l'étude réalisée sur CFIS et la mesure du décalage vers le rouge des galaxies des observations de eBOSS sur les 50 deg2 choisis dans le but de vérifications scientifiques.