On connait aujourd'hui les principaux processus impliqués dans l'assemblage des galaxies au cours du temps: l'accrétion de gaz froid, les fusions, les éjections de gaz, les rétro-actions...
Chacun de ces processus joue un rôle. Mais lequel exactement et quand est-il le plus efficace? Ces questions sont actuellement encore ouvertes et représentent un des principaux enjeux de l'astrophysique extragalactique actuelle.
Dans cette thèse, nous avons abordé cette problématique en étudiant la composition chimique des galaxies, à travers la métallicité et l'influence de ces processus sur la répartition des éléments chimiques au sein des galaxies. Pour ce faire, nous avons étudié un échantillon de 84 galaxies à des redshifts compris entre 1 et 2. Ces galaxies constituent un échantillon représentatif des galaxies formant des étoiles à cette époque cosmique, et ont été observées dans le cadre du programme MASSIV avec le spectrographe à intégral de champs SINFONI au VLT. Grâce à la spectroscopie à intégral de champs, aussi appelée spectroscopie 3D, il est à présent possible d'étudier les propriétés intégrées des galaxies mais aussi leurs propriétés résolues notamment leur cinématique et leur gradient de métallicité.
Dans la première partie de cette thèse, nous avons étudié les relations existant entre la métallicité, la masse stellaire et le taux de formation d'étoiles des galaxies pour les galaxies MASSIV ainsi que leur évolution avec le temps cosmique. Pour la relation masse-métallicité, nous avons trouvé une évolution avec le redshift compatible avec les autres études réalisées à ces redshifts. Par contre, notre étude de la relation fondamentale de métallicité n'a pas été aussi concluante. En effet, nos données semblent montrer une évolution de cette relation avec le redshift mais les erreurs sur les observations sont trop importantes et l'échantillon trop petit pour confirmer la tendance.
Dans un deuxième temps, nous avons étudié la répartition de la métallicité dans les galaxies. Nous avons donc calculé les gradients de métallicité de neuf galaxies MASSIV. Nous avons trouvé le même genre de comportement qui avait été trouvé pour les galaxies du premier échantillon de MASSIV: certaines galaxies présentent des gradients positifs. C'est-à-dire que la métallicité est plus élevée dans les zones extérieures que dans le centre de ces galaxies.
Pour finir, nous présentons une analyse des gradients de métallicité de simulations hydrodynamiques de galaxies semblables à celles du relevé MASSIV. Cette étude nous a permis de mieux comprendre les effets de la résolution et du rapport signal sur bruit sur la détermination des gradients de métallicité des galaxies spatialement résolues. |
Cold gas accretion, mergers, outflows, feedbacks... These are as many physical processes involved in galaxy mass assembly. But many fundamental questions remained unanswered. For instance, which one is the most efficient? And when ?
In this thesis, we attemp to constrain the role of these processes by studying the chemical composition of galaxies via the metallicity at redshifts between 1 and 2. We study the 84 galaxies of the MASSIV sample which is representative of the star-forming galaxies in this range of redshift. These galaxies have been observed with the integral field spectrograph SINFONI mounted at the VLT. Thanks to the integral field spectroscopy, also called 3D spectroscopy, we are now able to study spatially resolved properties such as kinematics and metallicity gradients.
In the first part of this thesis, we present a study of the relations between stellar mass, metallicity and star formation rate of MASSIV galaxies and their evolution with cosmic time. We found an evolution with the redshift of the mass-metallicity relation similar to other studies. We find also an evolution with the redshift of the fundamental metallicity relation. Nevertheless our sample is too small and the errors bars on the parameters too large to firmly conclude.
In the second part, we investigate the metallicity distribution in the galaxies. We computed metallicity gradients for nine MASSIV galaxies and we found some positive gradients as found for the MASSIV first epoch sample. It means that some galaxies at these redshifts have higher metallicity in their outskirts than in their center.
The last part presents an analysis of metallicity gradients of simulated galaxies. These galaxies have been simulated with high resolution hydrodynamics codes to mimic MASSIV galaxies. We studied the effects of resolution and signal on noise ratio on the determination of gradients. |