Formation des galaxies, Évolution des galaxies, Galaxies formant des étoiles, Galaxies ne formant pas d'étoiles, Galaxies massives, Galaxies compactes, Accrétion de gaz, Formation d'étoiles, Extinction dans les galaxies

L'interaction avec l'environnement est un facteur majeur de l'évolution des galaxies à travers le temps cosmique. Ce facteur est particulièrement important dans les premières phases de formation des galaxies et des amas (z ~ 2 - 4), où les galaxies les plus massives (> 1011 M_sun) de notre Univers se formaient, évoluaient et mouraient rapidement en l'espace de quelques milliards d'années. Cette thèse vise à caractériser par l'observation le rôle que l'environnement pourrait jouer dans l'évolution des propriétés de ces galaxies, avec un accent particulier sur l'accrétion filamentaire de gaz froid. Ce phénomène essentiel est censé fournir le carburant nécessaire à la formation d'étoiles dans les halos de matière noire traçant des surdensités de matière, qui sont autrement trop chauds (avec des températures de Viriel ~ 106 K) pour conserver un réservoir de gaz froid (< 104 K) qui peut être facilement converti en étoiles dans les galaxies membres du halo. La théorie prédit que de tels flux continus de gaz froid sont capables de pénétrer profondément dans les halos dans une gamme de paramètres caractérisée par la masse du halo et le décalage vers le rouge. Ainsi, les halos dont la masse de matière noire est supérieure au seuil de 1012 M_sun, au-delà duquel tout gaz disponible est chauffé par choc, sont encore capables de fournir du gaz froid à leurs galaxies. Étant donné l'importance de ce phénomène, qui a récemment été soutenu soulignée par l'évolution de la luminosité Lyman-alpha des halos à haut décalage vers le rouge (à 1,8 < z < 3,3), nous avons cherché à trouver des preuves dans des observations très sensibles et bien résolues de galaxies à forte formation d'étoiles dans une telle structure. RO-1001, un groupe de galaxies à z = 2,91 est l'un des rares cas où il existe des preuves convaincantes d'une accrétion filamentaire de gaz froid, tracée par son halo Lyman-alpha. En utilisant une combinaison d'images profondes HST et ALMA, ainsi que d'autres images et spectres en optique et dans l'infrarouge proche, nous trouvons des preuves prometteuses des effets de l'accrétion sur trois galaxies membres de RO-1001 qui forment des étoiles massives. Nous trouvons une interaction entre les disques stellaires ne formant pas d'étoile et les noyaux fortement formateurs d'étoiles mais obscurcis par la poussière qui est en accord avec les prédictions des simulations de l'évolution des galaxies par accrétion. Cependant, une quatrième galaxie aussi massive mais ne formant aucune étoile est également trouvée dans la même structure riche en gaz, confirmée photométriquement. Ceci peut donc être interprété comme un cas limite de l'accrétion de gaz de rôle, fournissant ainsi une image complète de la formation d'étoiles dans les galaxies au sein de telles structures. De plus, la galaxie ne formant aucune étoile ouvre la voie à la partie suivante de la thèse qui étudie comment la formation d'étoiles est inhibée dans les environnements denses, qui, lorsque nous progressons vers des amas plus évolués, est caractérisée par l'injection d'entropie dans les environnements intra-amas