Prix de thèse académique 2024 : Constantin PAYERNE
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Constantin PAYERNE a reçu le prix de thèse académique 2024 pour ses travaux de recherche parmi les docteurs diplômés en 2023.
Intitulé de la thèse : Cosmologie avec les amas de galaxies à l'ère du LSST
Mon travail de thèse s’inscrit au sein de la Dark Energy Science Collaboration (DESC) qui prépare l’analyse cosmologique du LSST, et s’est porté sur la relation entre la masse des amas et le nombre de galaxies qui les composent (appelé richesse), dite relation masse-richesse. Caractériser cette relation est une étape essentielle de l'analyse cosmologique, car elle permet de déduire, à partir de leurs contreparties observationnelles, la masse des amas. Pour calibrer cette relation, on peut exploiter l’effet de lentille gravitationnelle ou “lensing” ; La déviation des rayons lumineux par les champs gravitationnels des amas induit une déformation des images des galaxies situées en arrière-plan, et l’amplitude de cette déformation dépend de leur masse. J’ai développé différents outils au sein des codes officiels de DESC, qui permettent de mesurer la masse lensing des amas et d’estimer comment divers effets systématiques liés à la mesure du lensing se propagent jusqu'aux contraintes cosmologiques, en utilisant les catalogues de galaxies simulés Data Challenge 2 (DC2) de la collaboration. J’ai également travaillé sur la décomposition en coefficients multipolaires du signal de lensing des amas, permettant de mesurer leur triaxialité, une source importante d'erreurs dans la méthode de mesure standard des masses lensing (faisant l’hypothèse que les amas sont sphériques).
Une seconde partie de mon travail a porté spécifiquement sur l’étape d’inférence bayésienne, qui a pour but de déterminer les valeurs des paramètres cosmologiques et leurs erreurs associées. L'évaluation des erreurs est un point critique et délicat, car permettant d'affirmer qu'un accord, ou au contraire, que des tensions existent entre les résultats de différentes analyses, pouvant indiquer une limite du modèle cosmologique sous-jacent et la nécessité de nouvelle physique ! J’ai développé une nouvelle méthode permettant de tester la robustesse des fonctions de vraisemblance ou “likelihoods”, qui encodent l’information statistique du comptage d’amas. J’ai également proposé un nouveau formalisme qui permet de tenir compte des effets de variance cosmique (qui seront importants pour les relevés type LSST) dans la likelihood du comptage dite “non-binnée”, lorsque les intervalles de masse et de redshift sont infiniment fins.
Mots clés : Lentilles gravitationnelles, Galaxies – Amas, LSST, Cosmologie
École doctorale : ED PHYS - Physique
Laboratoire d’accueil : Laboratoire de physique subatomique et de cosmologie (LPSC - CNRS/UGA/Grenoble INP-UGA)
Direction de thèse : Céline COMBET
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Mis à jour le 3 juin 2024