Dissertation : Décomposition d'images de galaxies hôtes et de noyaux actifs de galaxies (AGN) dans le cadre de l'étude CEERS

Titre : par le Dr Callum Dewsnap

Thèse soutenue le 23 octobre 2025

Département de physique et d'astronomie, Université Western

Directrices de thèse : Dr Sarah Gallagher et Dr Pauline Barmby

Abstrait:

Les propriétés des galaxies abritant des noyaux actifs de galaxies (AGN) offrent des indices sur les conditions permettant l'accrétion de matière sur les trous noirs supermassifs. La morphologie d'une galaxie peut fournir des informations importantes sur les processus d'évolution en cours. En modélisant les profils de brillance de surface des galaxies abritant des AGN, nous pouvons caractériser plusieurs propriétés importantes de la galaxie hôte. En incluant un échantillon de sources couvrant une large gamme de décalages vers le rouge, nous pouvons étudier comment le trou noir supermassif et la galaxie évoluent au fil du temps. Étant donné que les AGN figurent parmi les objets les plus lumineux de l'Univers, ils peuvent fortement influencer le profil de brillance de la galaxie qui les abrite. Étant donné que les AGN sont très petits par rapport à la galaxie hôte, ils apparaissent comme une source ponctuelle brillante au centre de celle-ci. Ainsi, notre modèle de brillance de surface comporte deux composantes : un profil de Sérsic représentant la galaxie hôte et une source ponctuelle représentant l'AGN. La capacité à distinguer la lumière d'un AGN de celle de sa galaxie hôte dépend fortement de la résolution spatiale et de la profondeur de l'image. Avec l'amélioration constante des télescopes, il est crucial de vérifier que nos techniques standard restent capables de modéliser la structure de plus en plus complexe révélée. Nous avons effectué des tests rigoureux du modèle Sérsic + source ponctuelle à l'aide d'AstroPhot et de GALFIT et constaté que nous pouvons déterminer avec précision la luminosité du noyau galactique actif (AGN). Cependant, nous avons mis en évidence des dégénérescences au sein du profil de Sérsic, ce qui conduit à des paramètres structurels qui ne représentent pas de manière univoque la galaxie hôte. Nous présentons un ensemble de bonnes pratiques pour ceux qui tentent des ajustements similaires. En appliquant ces bonnes pratiques issues de nos tests précédents, nous avons réalisé des ajustements Sérsic + source ponctuelle pour 96 sources, couvrant jusqu'à 13 bandes d'images des télescopes spatiaux James Webb et Hubble, à l'aide d'AstroPhot. Nous avons combiné des méthodes paramétriques (Sérsic) et non paramétriques afin de modéliser au mieux la galaxie hôte. Nous avons utilisé CIGALE pour ajuster les distributions spectrales d'énergie du modèle à nos mesures de luminosité obtenues, afin d'estimer plusieurs paramètres physiques tels que la masse stellaire et le taux de formation d'étoiles de la galaxie hôte, ou la luminosité bolométrique de l'AGN.